1、第第2 2讲细胞的分化、衰老、凋亡和癌变讲细胞的分化、衰老、凋亡和癌变主干知识回顾基础自测知识清单一、细胞分化和全能性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)时间:发生在整个生命进程中,胚胎时期达到最大限度。(3)结果:形成不同的组织和器官。(4)特点:普遍性、稳定性、持久性和不可逆性。(5)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。主干知识回顾基础自测知识清单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
2、能。(3)干细胞:动物和人体内少数具有分裂和分化能力的细胞。主干知识回顾基础自测知识清单二、细胞衰老的特征 主干知识回顾基础自测知识清单三、细胞的凋亡1.概念:由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。2.原因:严格的由遗传机制决定的程序性调控(细胞编程性死亡)。主干知识回顾基础自测知识清单四、细胞的癌变1.癌变机理:原癌基因和抑癌基因发生突变,导致正常细胞的生长和分裂失控。2.癌细胞的特征3.致癌因子的分类(连一连)主干知识回顾基础自测知识清单1.下列有关细胞分化与全能性的叙述,正确的打“”,错误的打“”。(1)(2013江苏高考)细胞的高度分化改变了物种的遗传信息。()【解析】分化只是基因的选
3、择性表达,并没有改变遗传信息。(2)细胞具有全能性的原因是已分化的细胞中含有发育为完整个体的全套基因。()(3)(2012天津高考)组织的细胞更新包括细胞凋亡和干细胞增殖分化等过程。()(4)细胞分化具有普遍性、持久性和绝对不可逆性。()【解析】一般来说,细胞分化是不可逆的,但在离体、人工培养的条件下,高度分化的细胞能够通过脱分化恢复全能性。(5)细胞分化的过程是基因选择性表达的过程。()主干知识回顾基础自测知识清单2.下列有关细胞衰老和凋亡的叙述,正确的打“”,错误的打“”。(1)(2014山东高考)细胞程序性死亡不利于神经系统正常发育。()【解析】细胞凋亡对生物体的发育是有利的。(2)细胞
4、衰老和凋亡是生物体异常的生命活动。()【解析】细胞的衰老和凋亡属于细胞的正常生命活动。(3)细胞衰老不一定导致个体衰老。()(4)凋亡细胞内的基因表达能力全部下降,酶活性减弱。()【解析】与细胞凋亡有关的基因的表达能力增强,相关酶的活性增强。主干知识回顾基础自测知识清单3.下列有关细胞癌变的叙述,正确的打“”,错误的打“”。(1)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。()(2)癌细胞在条件适宜时可无限增殖。()(3)癌细胞的分裂能力与分化程度成正相关。()【解析】癌细胞的分裂能力与分化程度成负相关。(4)(2012新课标全国卷)原癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖。
5、()【解析】原癌基因的主要功能是调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程。(5)恶性肿瘤细胞膜上糖蛋白减少,因此易分散转移。()主干知识回顾基础自测知识清单4.(2015海南高考)关于细胞凋亡的叙述,错误的是(C)A.细胞凋亡受细胞自身基因的调控B.细胞凋亡也称为细胞编程性死亡C.细胞凋亡不出现在胚胎发育过程中D.被病原体感染的细胞可通过细胞凋亡清除【解析】细胞凋亡受细胞自身基因的调控,是正常的细胞生命活动,A项正确;细胞凋亡可出现在个体发育的全过程中,C项错误。主干知识回顾基础自测知识清单5.(2016日照模拟)下列有关细胞生命历程的叙述,错误的是(A)A.细胞的体积越大,物质运输效率越高B.
6、基因突变可使已分化的正常细胞变成癌细胞C.细胞衰老,代谢减弱;细胞癌变,代谢增强D.细胞凋亡是细胞自主有序死亡,有利于机体内部环境的稳定【解析】细胞体积越大,其相对表面积越小,细胞的物质运输效率越低,A项错误;细胞癌变的原因是原癌基因或抑癌基因发生了突变,B项正确;细胞凋亡是细胞的编程性死亡,有利于维持机体内部环境的稳定,D项正确。主干知识回顾基础自测知识清单主干知识回顾基础自测知识清单1.细胞分化的实质是基因的选择性表达,此过程中遗传物质并未改变。2.对单细胞生物来说,细胞衰老就是个体衰老,但对多细胞生物来说,细胞衰老不一定导致个体衰老。3.被病原体感染的细胞的清除是机体主动进行的过程,属于
7、基因控制的编程性死亡,即细胞凋亡。4.细胞坏死是在种种不利因素影响下,细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。5.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;抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。6.细胞分化、细胞衰老、细胞凋亡都不会使遗传物质改变,但癌变的细胞中遗传物质发生了改变。名师考点精讲考点二考点一考点一细胞分化与细胞的全能性1.细胞分化的机理和过程(1)细胞分化的机理:(2)细胞分化的过程:名师考点精讲考点二考点一2.细胞分化与细胞全能性的区别 名师考点精讲考点二考点一3.细胞分化与细胞全能性的关系(1)细胞分化不会导致遗传物质改变,已分化的细胞都含有保持该物种遗传
8、特性所需要的全套遗传物质,因而理论上都具有全能性。(2)一般来说,细胞分化程度越高,全能性越难以实现;细胞分化程度越低,全能性就越高。细胞全能性大小比较如下:受精卵生殖细胞体细胞;能够增殖的细胞停止增殖的细胞;植物细胞动物细胞。名师考点精讲考点二考点一细胞分化和细胞全能性(1)细胞分化后的不同细胞中核DNA相同,mRNA和蛋白质一般不同。(2)细胞全能性的体现以产生个体为标志,若无个体产生,则不能体现全能性,如胚胎干细胞发育成各种组织器官不叫全能性。(3)植物种子发育成植株不叫全能性。(4)细胞全能性表达的条件是离体、一定的营养物质和适宜的环境条件等。名师考点精讲考点二考点一典例1(2014新
9、课标全国卷)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【解题思路】本题主要考查细胞分化的实质、细胞分裂和细胞周期等相关知识。同一生物体内的不同细胞,是细胞分化的结果,其实质是基因的选择性表达,经转录、翻译合成出特定的蛋白质,如肌细胞中合成肌动蛋白,而神经细胞中不能合成,B项正确;神经细胞和肌细胞已经是高度分化的细胞,都不再分裂,因此都不处于细胞周期中,也不进行DNA的复制,A、D项错误;从根本上来说,两种细胞源于同一个受精卵,因此二者含有的基因相同,C项
10、错误。【参考答案】B名师考点精讲考点二考点一1.(2015辽宁五校协作体期中检测)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(B)A.玉米种子萌发长成新植株B.胡萝卜根韧皮部细胞经植物组织培养发育成新植株C.蜜蜂没有经过受精作用的卵细胞直接发育成雄蜂D.人骨髓中的造血干细胞形成各种血细胞【解析】种子萌发属于个体发育过程中的胚后发育,虽有细胞分化,但没有体现细胞的全能性;胡萝卜根韧皮部细胞是已分化的细胞,经过组织培养发育成新植株,体现了体细胞(胡萝卜根韧皮部细胞)的全能性;卵细胞是生殖细胞,不是体细胞;人骨髓造血干细胞形成各种血细胞是细胞分化形成的,但该过程没有体现细胞的全能性。综上,
11、B项符合题意。名师考点精讲考点二考点一2.(2015浙江绍兴一中模拟)下列对细胞分化不同水平的分析中,不正确的是(C)A.从细胞水平分析,细胞分化时细胞形态、结构和功能发生了改变B.从细胞器水平分析,细胞分化是细胞器的种类、数目改变的结果C.从蛋白质分子角度分析,细胞分化是蛋白质种类、数量改变的结果,这是细胞分化的根本原因D.从核酸分子角度分析,细胞分化是基因选择性表达的结果【解析】细胞分化的根本原因是基因的选择性表达,C项错误。名师考点精讲考点二考点一3.(2015孝感阶段性检测)所谓细胞核重编程即将成年体细胞重新诱导回早期干细胞状态,以用于形成各种类型的细胞,应用于临床医学。关于干细胞的说
12、法正确的是(B)A.成年体细胞诱导回干细胞的过程中,遗传物质发生了改变B.干细胞移植可用于治疗由于胰岛细胞受损而引起的糖尿病C.干细胞分化形成各类细胞体现了细胞的全能性D.干细胞分化形成的皮肤细胞中染色体数目可呈周期性变化【解析】成年体细胞诱导回干细胞的过程中,遗传物质不发生改变,A项错误;干细胞具有分裂、分化能力,故干细胞移植可用于治疗由于胰岛细胞受损而引起的糖尿病,B项正确;全能性的体现以产生个体为标志,而题中干细胞分化形成的是细胞,故不能体现细胞的全能性,C项错误;干细胞分化形成的肌肉细胞已经高度分化,细胞一般不增殖,故没有染色体数目的周期性变化,D项错误。名师考点精讲考点二考点一4.哺
13、乳动物红细胞的部分生命历程如图所示,图中除成熟红细胞外,其余细胞中均有核基因转录的RNA,下列叙述正确的是(C)A.造血干细胞与幼红细胞中基因的执行情况相同B.成熟红细胞除进入凋亡历程外还可能发生癌变C.网织红细胞仍然能够合成核基因编码的蛋白质D.成熟红细胞衰老后控制其凋亡的基因开始表达名师考点精讲考点二考点一【解析】本题以图示方式,展示了成熟红细胞的形成过程,考查细胞的分化、衰老和癌变等。幼红细胞由造血干细胞增殖分化而来,两种细胞基因执行情况不同,A项错误;成熟红细胞无细胞核,即无原癌基因和抑癌基因,故不可能发生癌变,B项错误;网织红细胞虽已经失去了细胞核,但其仍然含有核糖体等细胞器,所以在
14、一定时间内仍能合成核基因编码的蛋白质,C项正确;成熟红细胞与机体的正常细胞一样,都存在着凋亡基因,在细胞衰老时,凋亡基因开始表达发挥作用,D项错误。名师考点精讲考点二考点一考点二细胞的衰老、凋亡和癌变1.细胞衰老、凋亡、坏死与癌变的比较 名师考点精讲考点二考点一名师考点精讲考点二考点一2.个体衰老与细胞衰老的关系(1)单细胞生物:个体衰老或死亡与细胞衰老或死亡同步。(2)多细胞生物:个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。个体衰老与细胞衰老并不总是同步的,在幼年个体中有衰老的细胞,老年个体中有新产生的细胞,但细胞总体衰老会导致个体的衰老。名师考点精讲考点二考点一3.细胞坏死与细胞凋亡(1
15、)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。4.细胞癌变机理(1)原癌基因与抑癌基因: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;抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。癌症的产生就是一系列原癌基因与抑癌基因多次变异积累的结果。(2)机理:名师考点精讲考点二考点一5.细胞分裂、生长、分化和癌变的关系细胞分裂是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础,而生物体的生长包括细胞数目的增加和细胞体积的增大两个方面,所以细胞分裂和细胞生长是生物体生长的细胞学基础
16、,而生物个体发育的细胞学基础是细胞分化。名师考点精讲考点二考点一与细胞癌变、衰老和凋亡有关的4个易错点(1)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。(2)细胞的癌变是细胞畸形分化的结果,对机体有害。(3)细胞衰老和凋亡对机体的正常发育都是有利的,而细胞坏死对机体有害。(4)细胞凋亡与基因选择性表达有关,但不属于细胞分化过程。名师考点精讲考点二考点一典例2(2015商丘模拟)研究表明,人体内的蛋白激酶RIP3通过调节能量代谢,可以将肿瘤凋亡因子诱导的细胞凋亡转换为细胞坏死。下列叙述错误的是()A.上述研究结果证明细胞坏死与部分基因表达有
17、关B.通过调控RIP3的合成可以调控细胞死亡的方式C.人体造血干细胞中不存在控制RIP3合成的基因D.抑制RIP3的活性可在一定程度上抑制肿瘤细胞坏死【解题思路】人体造血干细胞来源于受精卵的有丝分裂,故细胞内存在控制RIP3合成的基因,C项错误;蛋白激酶RIP3可诱导肿瘤细胞坏死,故抑制RIP3的活性可在一定程度上抑制肿瘤细胞坏死,D项正确。【参考答案】C名师考点精讲考点二考点一名师考点精讲考点二考点一1.(2015娄底联考)许多动物具有再生能力,例如,壁虎被天敌追赶紧迫时,能断尾而逃,一段时间后,又重新长出一条尾巴;海参遇到敌害时,把内脏全部抛出,以转移敌害的注意力,而趁机逃之夭夭,约50天
18、后,可再生出一副新的内脏。下列关于再生的叙述,错误的是(A)A.再生过程中没有细胞的凋亡B.再生是基因选择性表达的结果C.再生能力的形成是自然选择的结果D.再生过程是细胞增殖分化和细胞凋亡综合作用的结果【解析】再生过程是细胞增殖分化和细胞凋亡综合作用的结果,A项错误,D项正确。名师考点精讲考点二考点一2.(2015湖北八市联考)我国珠江三角洲地区的鼻咽癌发病率居全球首位。下列关于鼻咽癌发病诱因及防治方法的叙述,正确的是(A)A.鼻咽癌的化疗主要是利用药物作用于癌细胞的分裂间期B.珠江三角洲地区的居民中含有的原癌基因较其他地区多C.细胞癌变后,癌细胞的细胞周期将比正常细胞更长D.细胞癌变属于细胞
19、的正常分化,其本质是基因的选择性表达【解析】鼻咽癌的化疗主要是利用药物抑制DNA分子的复制和有关蛋白质的合成,故药物主要作用于癌细胞的分裂间期,A项正确;原癌基因是维持机体正常活动所必需的基因,在细胞分裂过程中负责调节细胞周期,其数量在正常人体内没有明显差别,B项错误;细胞癌变后,分裂加快,细胞周期将比正常细胞周期短,C项错误;细胞癌变属于细胞的畸形分化,其本质是原癌基因和抑癌基因发生突变,D项错误。名师考点精讲考点二考点一3.(2015山东高考)关于细胞生命历程的叙述,正确的是(A)A.胚胎细胞中存在与细胞凋亡有关的基因B.原癌基因与抑癌基因在正常细胞中不表达C.真核细胞不存在无丝分裂这一细
20、胞增殖方式D.细胞分化过程中蛋白质种类和数量未发生改变【解析】本题以细胞生命历程为背景,考查细胞分化、凋亡与癌变等知识。细胞凋亡是由基因控制的细胞的编程性死亡,胚胎细胞含有本物种生长、发育、繁殖及生命活动所需的全部基因,A项正确;正常细胞中原癌基因表达能负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程,抑癌基因表达能阻止细胞不正常的增殖,二者均能表达,B项错误;蛙的红细胞可以进行无丝分裂,C项错误;细胞分化过程中由于基因的选择性表达会使细胞中蛋白质的种类和数量改变,D项错误。名师考点精讲考点二考点一4.(2015四川凉山州二诊)凋亡诱导因子与细胞膜受体结合后,通过细胞内信号传导激活凋亡相关基因,细胞
21、凋亡的关键因子Dnase酶和Caspase酶被激活,Dnase酶能切割DNA形成DNA片段,Caspase酶能切割相关蛋白质形成不同长度的多肽,导致细胞裂解形成凋亡小体,被吞噬细胞吞噬清除。下列分析错误的是(D)A.Dnase酶、Caspase酶被激活,是不同细胞遗传信息执行情况不同的结果B.在生物体发育过程中的不同时期均能表达机体固有的凋亡相关基因C.癌细胞结构改变,可能无法识别凋亡诱导因子而不能启动凋亡程序D.吞噬细胞以主动运输方式吞噬凋亡小体后通过溶酶体中水解酶分解【解析】本题考查细胞分化、细胞凋亡、癌细胞的特点等相关知识。Dnase酶、Caspase酶被激活,是不同细胞遗传信息执行情况
22、不同的结果,即细胞分化的结果,A项正确;凋亡相关基因是机体固有的,在动物生长发育过程中的不同时期选择性表达,B项正确;癌细胞膜表面的糖蛋白减少,故可能无法识别凋亡诱导因子而不能启动凋亡程序,C项正确;吞噬细胞以胞吞的方式吞噬凋亡小体后通过溶酶体中水解酶分解,D项错误。名师考点精讲考点二考点一5.(2016湖南衡阳八中月考)药物X能够诱导肿瘤细胞凋亡,如图为用不同浓度的药物X体外处理人肝癌细胞的作用结果,下列相关叙述错误的是(B)A.细胞凋亡基因突变,可能引发肝癌B.1.00g/L为临床治疗肝癌的最适药物X浓度C.药物X可能影响细胞凋亡相关基因的表达D.药物X的浓度及处理时间均影响肝癌细胞的存活
23、名师考点精讲考点二考点一【解析】凋亡基因突变可能导致细胞发生癌变,引发肝癌,A项正确;该实验并没有用浓度大于1.00g/L的药物X处理肝癌细胞,因而不能确定1.00g/L是否为临床治疗肝癌的最适药物X浓度,B项错误;药物X能诱导肿瘤细胞凋亡,说明药物X能调控细胞凋亡相关基因的表达,C项正确;由题图可知,浓度及处理时间均影响肝癌细胞的存活,D项正确。综合能力提升图解细胞分裂、分化及全能性表达1.典型图示2.信息解读(1)细胞数目增加一倍,细胞大小几乎没变化(或略小),该过程表示细胞分裂(有丝分裂)。(2)细胞数目没有变化,细胞形态基本不变,但细胞体积增大,该过程表示细胞生长。(3)和细胞形态发生
24、了改变,是由相同形态结构功能的细胞形成了组织,所以该过程表示细胞分化。综合能力提升典例(2015天津六校联考)如图为人体细胞所经历的生长发育各个阶段,图中为不同的细胞,ac表示不同的生理过程。下列叙述正确的是()A.与相比,的分裂增殖能力加强,分化能力减弱B.的形成过程中发生了基因分离和自由组合C.的核基因相同,蛋白质种类和数量相同D.进入c过程的细胞酶活性降低,代谢减慢综合能力提升【解题思路】分析题图可知,a过程属于细胞的增殖,b过程属于细胞的分化,与相比,的分化程度高,分裂增殖能力减弱,A项错误;细胞形成过程中进行的分裂属于有丝分裂,有丝分裂过程中不发生基因分离和自由组合,B项错误;的核基
25、因相同,但由于基因的选择性表达,故细胞内的蛋白质种类和数量并不相同,C项错误;衰老细胞内酶的活性降低,细胞新陈代谢速率减慢,D项正确。【参考答案】D综合能力提升(2015福建八县一中联考)如图为人体部分细胞的生命历程示意图,图中为不同的细胞,af表示细胞所进行的生理过程。据图分析,下列说法正确的是(D)A.的核基因不同造成了细胞形态的不同B.d过程的细胞染色质收缩,但不影响DNA复制和转录C.e过程的细胞不会发生细胞凋亡且细胞周期会延长D.在成熟的生物体中,细胞的自然更新是通过f过程完成的综合能力提升【解析】都是由同一个受精卵通过有丝分裂形成的,故含有相同的核基因,但这四种细胞选择表达的基因不同,因此细胞内的蛋白质种类和数量不相同,从而导致细胞形态不同,A项错误;衰老细胞内酶活性降低,染色质固缩,造成DNA不易解旋,从而影响DNA复制和转录,B项错误;癌变细胞会被免疫系统识别并清除,从而发生细胞凋亡,癌变的细胞无限增殖,细胞周期会缩短,C项错误;在成熟的生物体中,细胞的自然更新是通过细胞凋亡过程完成的,D项正确。
