1、第4讲 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变2.3.2说明在个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化，形成了复杂的多细胞生物体2.3.3描述在正常情况下，细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程一、细胞分化与细胞的全能性1细胞分化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)把实例和相对应的原理或过程连线：二、细胞的衰老和凋亡1细胞衰老的特征2细胞凋亡三、细胞癌变的原因、实质和特征基础微点练清1判断正误(1)成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量()(2018全国卷，T2A)(2)哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程不可逆()(2018全国卷，T2D)(
2、3)细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程()(4)受精卵没有分化，所以没有全能性()新人教版必修1 P122“概念检测”T1(1)(5)端粒受损可能会导致细胞衰老()新人教版必修1 P127“概念检测”T1(2)(6)细胞的分化程度越高，表现出来的全能性就越弱()新人教版必修1 P122“概念检测”T1(2)(7)原癌基因表达的蛋白质是细胞正常的生长和增殖所必需的(新人教版必修2 P82正文)()(8)细胞衰老表现为酶活性降低，细胞核体积减小()(9)细胞凋亡受基因控制，不利于个体生长发育()(10)原癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖()2下列过程中，细胞遗传物质的结构一定发生改
3、变的是()A细胞分裂B细胞分化C细胞凋亡 D细胞癌变解析：选D细胞分裂、细胞分化和细胞凋亡都是在基因控制下进行的，遗传物质不发生改变；细胞癌变是原癌基因和抑癌基因发生突变的结果，D符合题意。3下列对从某人体内的癌细胞、衰老细胞和凋亡细胞中提取物质的叙述中错误的是()ARNA都不相同 B酶不都相同C核基因不都相同 D蛋白质不都相同解析：选A同一个人体内，不同细胞由于基因的选择性表达，产生的RNA有部分相同，部分不同，A错误。4(新人教版必修1 P122“概念检测”T2)将自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为“胰岛样”细胞，以替代损伤的胰岛B细胞，达到治疗糖尿病的目的。下列叙述正确的是()A骨髓干
4、细胞与“胰岛样”细胞的基因组成不同，基因表达情况不同B“胰岛样”细胞与胰岛B细胞基因组成不同，基因表达情况相同C骨髓干细胞与“胰岛样”细胞基因组成相同，基因表达情况也相同D骨髓干细胞与胰岛B细胞的基因组成相同，基因表达情况不同解析：选D同一个体不同的细胞，所含有的基因组成相同，但由于基因选择性表达，执行情况不同。5下列关于细胞分化、衰老、凋亡和癌变的叙述中，错误的是()A记忆B细胞再次接受相同抗原刺激后，既能增殖也能分化B细胞癌变受到环境因素的影响，与遗传物质无关C细胞衰老和凋亡有利于维持人体内环境的稳态D细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累解析：选B记忆B细胞再次受到相同抗原刺激后，会迅速增
5、殖和分化，形成更多的记忆B细胞或浆细胞，A正确；细胞癌变的内因是原癌基因和抑癌基因发生了突变，故与遗传物质有关，B错误；细胞衰老或凋亡对机体有积极的意义，有利于维持人体内环境的稳态，C正确；细胞内的色素会随着细胞衰老逐渐积累，D正确。6(新人教版必修1 P127“拓展应用”)同样是血细胞，白细胞与红细胞的功能不同，凋亡的速率也不一样，白细胞凋亡的速率比红细胞快得多。细胞凋亡的速率与它们的功能有关系吗？请结合这一实例说明细胞凋亡的生物学意义。提示：细胞凋亡的速率与它们的功能有关系。因为白细胞的主要功能是吞噬病菌等，所以白细胞凋亡的速率很快。细胞凋亡不仅保证了多细胞生物个体发育的正常进行，而且在维
6、持生物体内部环境的稳定、抵御外界各种因素的干扰方面也都起着非常关键的作用。一、细胞分化与细胞的全能性试考题查欠缺1(2020江苏高考)下列关于细胞生命活动的叙述，正确的是()A高度分化的细胞执行特定的功能，不能再分裂增殖B癌变细胞内发生变异的基因都不再表达C正常组织细胞在体外长时间培养，一般会走向衰老D凋亡细胞内有活跃的基因表达，主动引导走向坏死解析：选C高度分化的细胞执行特定的功能，有些高度分化的细胞能再分裂增殖，如肝细胞，A错误；癌变细胞内发生变异的基因可能失活不表达，也可能表达，B错误；除少数癌变细胞外，正常组织细胞在体外长时间培养，一般会走向衰老，C正确；细胞凋亡受基因控制，而细胞坏死
7、是种种不利因素导致的细胞非正常死亡，二者为不同的过程，D错误。2(2020浙江选考)下列与细胞生命活动有关的叙述，正确的是()A癌细胞表面黏连蛋白增加，使其容易在组织间自由转移B高等动物衰老细胞的线粒体体积随年龄增大而减小，呼吸变慢C高等植物胚胎发育过程中，胚柄的退化是通过编程性细胞死亡实现的D愈伤组织再分化形成多种类型的细胞，这些细胞中mRNA的种类和数量相同解析：选C癌细胞表面黏连蛋白减少，导致癌细胞容易在组织间自由转移，A错误。细胞衰老过程中线粒体体积是增大的，B错误。高等植物胚胎发育过程中胚柄的退化属于细胞凋亡，是通过编程性细胞死亡实现的，C正确。愈伤组织再分化过程中，基因选择性表达，
8、形成的多种类型的细胞中mRNA的种类和数量不完全相同，D错误。3(2018江苏高考，多选)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，下列叙述错误的是()A组织细胞中的DNA和RNA与MSC中的相同BMSC不断增殖分化，所以比组织细胞更易衰老CMSC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解析：选ABC组织细胞中的DNA与MSC中的相同，由于组织细胞和MSC中的基因进行选择性表达，所以两者的RNA不完全相同；细胞会随着分裂次数的增多而逐渐衰老，组织细胞是MSC分裂、分化后形成的，所以组织细胞更容
9、易衰老；组织细胞中的凋亡基因表达，细胞才开始凋亡；MSC在不同诱导因素的作用下，可分化形成不同类型的细胞。强知能补欠缺1图解细胞分化与细胞的全能性2细胞分化与细胞全能性的比较项目细胞分化细胞全能性原理细胞内基因选择性表达细胞中含有本物种全套遗传物质特点持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度；稳定性和不可逆性：一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡；普遍性：生物界中普遍存在高度分化的植物体细胞具有全能性；动物已分化的体细胞全能性受限制，但细胞核仍具有全能性结果形成形态、结构、功能不同的细胞形成新的个体大小比较细胞分化程度有高低之分：体细胞生殖细胞受精卵
10、受精卵生殖细胞体细胞；植物细胞动物细胞；幼嫩的细胞衰老的细胞；分化程度低的体细胞分化程度高的体细胞；分裂能力强的体细胞分裂能力弱的体细胞3管家基因与奢侈基因的比较项目管家基因奢侈基因细胞中表达情况所有细胞均要表达不同类型细胞中特异性表达功能维持细胞基本生命活动所必需的赋予不同细胞特异的生理功能4.澄清细胞生命历程中的五个易错易混点(1)分化的细胞不一定不再进行分裂，如B淋巴细胞等，接受抗原刺激后仍可再分裂。(2)并非所有干细胞都要发生分化。干细胞分裂后一部分细胞发生分化，成为具有特定功能的组织细胞；还有一部分保持分裂能力，用于干细胞本身的自我更新。(3)同一个体不同类型细胞的RNA不完全相同。
11、同一个体的体细胞中核遗传物质相同，但由于不同细胞选择性表达的基因不完全相同，因而转录生成的RNA及翻译生成的蛋白质不完全相同。(4)分化程度高的细胞其全能性不一定低。一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达，细胞分化程度越低，全能性越高，但卵细胞的分化程度较高，其全能性也较高。(5)分化不会改变遗传物质。细胞分化是基因的选择性表达，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性所需要的全套遗传物质，因而都具有全能性。练题点全过关1据报载，武汉同济医院首次使用了由人的干细胞体外定向分化获得的功能细胞来治疗半月板损伤。在充分知情的情况下，受试者接受了膝骨关节腔内的干细胞注射。下列有关
12、叙述，错误的是()A干细胞是一种具有自我更新能力和多向分化潜能的未分化细胞群体B在体内，细胞分化一般是稳定的，而且是不可逆的过程C体外诱导干细胞分化的过程与基因的选择性表达有关D用自体干细胞移植法治疗半月板损伤可避免机体发生免疫排异反应解析：选A骨髓中的造血干细胞是分化了的细胞，但它的分化程度低，分化能力强，A错误；在体内，细胞分化是稳定的，而且一般是不可逆的，一旦细胞沿一定方向分化，一般不会回到原先的状态，B正确；细胞的分化与基因选择性表达有关，C正确；自体干细胞具有患者的遗传物质，故用自体干细胞移植法治疗半月板损伤可避免机体发生免疫排异反应，D正确。2(2021年1月新高考8省联考湖南卷)
13、多细胞生物个体发育过程中，细胞增殖与分化相伴随。下列叙述正确的是()A肝细胞和肌细胞的形态、核DNA序列和生理功能均存在差异B体细胞克隆猴实验说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性C白血病患者血液中出现大量红细胞异常增殖，可通过骨髓移植治疗D人体中大多数乳腺细胞仍然具有分裂和分化能力解析：选B肝细胞和肌细胞是经细胞分裂和分化形成的，它们的形态、生理功能均存在差异，但核DNA序列相同，A错误；体细胞克隆猴实验只能说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性，但动物细胞的全能性受到限制，B正确；白血病患者血液中出现大量异常白细胞，可通过骨髓移植治疗，C错误；人体中大多数乳腺细胞是高度分化细胞，已失去
14、分裂和分化能力，D错误。二、细胞的衰老、凋亡与癌变试考题查欠缺1(2020江苏高考)下列关于细胞生命活动的叙述，正确的是()A高度分化的细胞执行特定的功能，不能再分裂增殖B癌变细胞内发生变异的基因都不再表达C正常组织细胞在体外长时间培养，一般会走向衰老D凋亡细胞内有活跃的基因表达，主动引导走向坏死解析：选C高度分化的细胞执行特定的功能，有些高度分化的细胞能再分裂增殖，如肝细胞，A错误；癌变细胞内发生变异的基因可能失活不表达，也可能表达，B错误；除少数癌变细胞外，正常组织细胞在体外长时间培养，一般会走向衰老，C正确；细胞凋亡受基因控制，而细胞坏死是种种不利因素导致的细胞非正常死亡，二者为不同的过
15、程，D错误。2(2021年1月新高考8省联考广东卷)下列关于细胞生命历程的叙述，正确的是()A在植物发育过程中，导管的原始细胞经细胞伸长，细胞壁加厚等，最后形成了木质部导管。在该过程中发生了细胞凋亡B在高等植物胚的发育早期，出现了胚柄，胚发育后期胚柄逐渐退化。在该过程中主要发生了细胞衰老C在体外使用基因转移的方法，建立神经干细胞系，使其不断生长和分裂，从而阻止细胞坏死D在损伤情况下，肝组织表现出明显的补充损伤死亡细胞的能力。肝组织自我更新功能依赖于细胞脱分化解析：选A在植物发育过程中，导管的原始细胞经细胞伸长，细胞壁加厚等，最后形成了木质部导管。在该过程中为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主
16、的、有序的死亡，即发生了细胞凋亡，A正确；在高等植物胚的发育早期，出现了胚柄，胚发育后期胚柄逐渐退化。在该过程中主要发生了细胞凋亡，B错误；在体外使用基因转移的方法，建立神经干细胞系，使其不断生长和分裂，从而阻止细胞分化，C错误；在损伤情况下，肝组织表现出明显的补充损伤死亡细胞的能力，肝组织自我更新功能依赖于细胞分化，而不是细胞脱分化，D错误。强知能补欠缺1细胞分化、衰老、凋亡、坏死与癌变的比较实质特点结果与意义细胞分化基因的选择性表达持久性；普遍性；稳定性和不可逆性产生各种不同的组织、器官细胞衰老内因和外因共同作用的结果酶活性降低，呼吸速率减慢；细胞体积变小，线粒体减少；核体积增大，核膜内折
17、，染色质收缩、染色加深生物体的绝大多数细胞都经历未分化分化衰老凋亡的过程；细胞衰老是时刻都在发生的细胞凋亡受到由遗传机制决定的程序性调控细胞膜内陷，细胞变圆，与周围细胞脱离清除多余无用细胞；清除完成使命的衰老细胞；清除体内异常细胞细胞坏死电、热、冷、机械等不利因素引起的，不受基因控制细胞膜破裂伤害周围细胞，引发炎症细胞癌变物理、化学和病毒致癌因子影响下，原癌基因和抑癌基因发生突变恶性增殖的“不死细胞”；形状显著改变的“变态细胞”；黏着性降低的“扩散细胞”癌细胞出现并大量增殖2关于细胞分裂、分化、衰老、凋亡、坏死和癌变的五个重要结论(1)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
18、，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。(2)细胞凋亡与基因选择性表达有关，但不属于细胞分化过程。(3)除细胞癌变发生了遗传信息改变外，细胞分裂、分化、衰老、凋亡均未改变遗传信息。(4)除细胞癌变与细胞坏死对生物体不利外，细胞分裂、分化、衰老、凋亡均对生物体有积极意义。(5)除细胞坏死外，细胞分裂、分化、衰老、凋亡、癌变均与基因有关，即受基因控制。练题点全过关1(2021年1月新高考8省联考江苏卷)端粒学说认为端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短导致细胞的衰老。端粒长度的维持与端粒酶活性有关，端粒酶以其携带的RNA为模板使端粒DNA延伸。下列叙述正确的是()A每条染色体只有
19、一个端粒B端粒酶中的RNA与核酶(有催化功能的RNA)作用相似C端粒的修复仅发生在细胞分裂中期D端粒酶在人体恶性肿瘤细胞中活性较高解析：选D每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA称为端粒，染色体复制后含有两条染色单体，因此每条染色体含有2个或4个端粒，A错误；端粒酶中的RNA与核酶(有催化功能的RNA)作用不同，前者是逆转录的模板，后者具有催化作用，B错误；端粒的修复仅发生在细胞分裂间期，C错误；恶性肿瘤可无限增殖，靠的是端粒酶修复端粒来无限复制，因此端粒酶在人体恶性肿瘤细胞中活性较高，D正确。2(2021梧州模拟)亚精胺的过度积累会对正常细胞活力产生有害的影响。亚精胺合酶(SMS)是一种促
20、进亚精胺合成的酶，它对细胞生长很重要。研究小组发现SMS在直肠癌中过度表达，并发现了SMS信号通路和癌基因MYC之间的联系及维持直肠癌细胞的存活机制，联合抑制SMS和MYC信号可诱导肿瘤细胞凋亡。下列相关叙述错误的是()A亚精胺的合成减少可能会促进直肠癌细胞存活B癌基因MYC突变前可能调控细胞分裂周期C肿瘤细胞的凋亡过程中会出现某些酶活性升高D抑制SMS的合成可成为抑制直肠癌的治疗思路之一解析：选A亚精胺的合成增多可能会促进直肠癌细胞存活，A错误；癌基因MYC可能为原癌基因，控制细胞周期，B正确；细胞凋亡过程中某些水解酶活性升高，C正确；由题意可知，联合抑制SMS和MYC信号可诱导肿瘤细胞凋亡
21、，故抑制 SMS的合成可成为抑制直肠癌的治疗思路之一，D正确。3(2020临沂模拟)下列关于细胞生命历程的叙述，错误的是()A细胞分裂、分化、凋亡的过程都与基因选择性表达有关B人体正常细胞的生长和分裂与原癌基因和抑癌基因的调控有关C不同种细胞的细胞周期持续时间不同，同种细胞的细胞周期相同D致癌病毒可通过将其基因组整合到人的基因组中，从而诱发人的细胞癌变解析：选C细胞分裂、分化、凋亡的过程都在基因的控制下有序进行，都与基因选择性表达有关，A正确；原癌基因主要负责调控细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程，抑癌基因主要阻止细胞的不正常增殖，B正确；不同种细胞的细胞周期持续时间可能相同，同种细胞的细胞周
22、期也可能不同，C错误；致癌因子包括物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子，病毒致癌因子可以将其基因组整合到人的基因组中，从而诱发人的细胞癌变，D正确。方法技巧“两看法”区分细胞凋亡与细胞坏死社会责任癌变的发生与防治1细胞癌变的原理2健康的生活方式与防癌(1)癌症的病因中不当的饮食和吸烟致癌的比例分别高达35%和30%。(2)某些食物中含有致癌物质，长期食用容易导致细胞癌变。发霉的、熏制的食品，烤焦的以及高脂肪的食品都含有较多的致癌因子。(3)烟草中含有许多致癌物质，如尼古丁、焦油等。长期酗酒可能导致肝癌、食道癌等。(4)癌症的发生与心理状态也有一定关系。如果性格过于孤僻、经常压抑自己的情绪、
23、不乐于与人交流，就会影响神经系统和内分泌系统的调节功能，增加癌症发生的可能性。(5)很多食物中含有抑制癌变的物质。例如，动物肝脏中富含维生素A、很多蔬菜水果中富含维生素C、胡萝卜素和纤维素。此外，食物中的维生素E和绿茶中富含的多元酚，这些都是抗癌物质。3癌症常用化疗的方法和原理癌症治疗方法中的化学治疗是用可以杀死癌细胞的药物治疗癌症，由于癌细胞与正常细胞最大的不同之处在于快速的细胞分裂及生长，所以抗癌药物的作用原理通常是借由干扰细胞分裂的机制来抑制癌细胞的生长，如抑制DNA复制或是阻止染色体分离。多数的化疗药物都没有专一性，所以会同时杀死进行细胞分裂的正常组织细胞，因而常伤害需要进行分裂以维持
24、正常功能的健康组织，如肠黏膜细胞，不过这些组织通常在化疗后也能自行修复。因为有些药品合并使用可获得更好的效果，化学疗法常常同时使用两种或两种以上的药物，称作“综合化学疗法”，大多数病患的化疗都是使用这样的方式进行。素养训练1(2020苏州质检)上皮细胞通过特定程序转化为具有间质细胞形态和特性的细胞的过程称为上皮细胞间充质转化(EMT)。科研人员利用EMT的关键阶段成功诱导小鼠乳腺癌细胞转化为无害的脂肪细胞，并且细胞增殖完全停止。下列叙述正确的是()A乳腺癌细胞转化为脂肪细胞时其基因表达情况未改变B癌细胞能够无限增殖的根本原因是细胞膜表面糖蛋白减少C利用EMT关键阶段诱导产生的脂肪细胞仍可以进行
25、核DNA的复制D乳腺癌细胞在经历EMT关键阶段时表现出一定的可塑性解析：选D乳腺癌细胞具有无限增殖的能力，在利用EMT的关键阶段成功诱导小鼠乳腺癌细胞转化为无害的脂肪细胞后，细胞增殖完全停止，在该过程中基因表达情况发生了改变，A错误；细胞的原癌基因和抑癌基因发生突变是癌细胞能无限增殖的根本原因，B错误；由题意知，利用EMT关键阶段诱导产生的脂肪细胞完全停止增殖，不能进行核DNA的复制，C错误；由题干信息“利用EMT的关键阶段成功诱导小鼠乳腺癌细胞转化为无害的脂肪细胞”可知，乳腺癌细胞在经历EMT关键阶段时表现出一定的可塑性，可以向脂肪细胞转化，D正确。2癌症是威胁人类健康的疾病之一，目前某些防
26、癌疫苗已经投入临床使用。下列相关说法错误的是()A癌细胞表面出现异常的抗原B在某部位发现的癌细胞可能并不来源于该部位C同种癌症的癌细胞基因组一定产生相同的突变D防癌疫苗可预防病毒致癌因子引起的细胞癌变解析：选C细胞癌变后，细胞内特定基因表达产生异常抗原；癌细胞可以扩散和转移；癌细胞的产生是多基因突变累加的结果，基因突变具有不定向性；防癌疫苗主要预防病毒致癌因子对人体的影响，如宫颈癌疫苗等。3研究发现-1,3-D-葡聚糖能强烈抗肿瘤，其诱导肿瘤细胞凋亡过程中能促进bax基因表达、抑制bcl-2基因表达，并促进TNF(肿瘤坏死因子)分泌。下列有关叙述错误的是()A-1,3-D-葡聚糖能增强患者自身
27、抗肿瘤免疫应答B上述机制导致肿瘤细胞被清除属于细胞凋亡C-1,3-D-葡聚糖抗肿瘤的作用不会导致基因突变Dbax基因、bcl-2基因的表达产物的增加有利于抗肿瘤解析：选D根据题干信息可知，-1,3-D-葡聚糖能增强患者自身抗肿瘤免疫应答，A正确；上述机制导致肿瘤细胞被清除属于细胞凋亡，B正确；-1,3-D-葡聚糖抗肿瘤的作用不会导致基因突变，C正确；bax基因表达产物的增加有利于抗肿瘤，但bcl-2基因表达产物的增加不利于抗肿瘤，D错误。4某品牌纯牛奶检出黄曲霉毒素超标140%。研究发现，黄曲霉毒素会导致p53基因(阻止细胞不正常增殖的基因)失去正常功能，导致肝癌的发生。下列有关叙述，错误的是
28、()Ap53基因仅存在于肝癌细胞中B一般情况下，一个细胞中至少有56个基因突变，才能表现出癌细胞所有特征C对于肝癌晚期的病人，目前还缺少有效的治疗手段D细胞在癌变的过程中，甲胎蛋白含量可能增加解析：选Ap53基因是阻止细胞不正常增殖的基因，因此该基因为抑癌基因，存在于所有细胞中。5在培养人食管癌细胞的实验中，加入青蒿琥酯(Art)，随着其浓度升高，凋亡蛋白Q表达量增多，癌细胞凋亡率升高。下列叙述错误的是()A为初步了解Art对癌细胞的影响，可用显微镜观察癌细胞的形态变化B在癌细胞培养液中加入用放射性同位素标记的Art，可确定Art能否进入细胞C为检测Art对凋亡蛋白Q表达的影响，须设置不含Art的对照实验D用凋亡蛋白Q饲喂患癌鼠，可确定该蛋白能否在动物体内诱导癌细胞凋亡解析：选D癌细胞的形态结构与正常细胞相比发生了变化，因此可以用显微镜观察癌细胞的形态变化，了解Art对癌细胞的影响；用同位素标记Art，通过检测其放射性，可确定Art是否进入细胞；要检测Art对凋亡蛋白Q表达的影响，应设置不含Art的对照实验；不能通过饲喂的方式来检测凋亡蛋白Q的作用，因为其化学本质为蛋白质，饲喂后会在相关消化酶的作用下被分解，失去其功效。
