2023版高考生物一輪總復習第4單元細胞的生命歷程第13課細胞的分化衰老和死亡教師用書_第1頁
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(×)7.同一個體莖尖分生組織細胞的分化能力比葉肉細胞的強。 (√)8.細胞分化使細胞趨向?qū)iT化,提高了機體生理功能的效率。 (√)【教材細節(jié)命題】1.(必修1P118“問題探討”拓展)骨髓移植可以改變血型或影響下一代的遺傳嗎?骨髓移植可以改變血型,但不會影響下一代的遺傳。2.(必修1P121“與社會的聯(lián)系”拓展)可否用肌細胞代替干細胞在體外培育出組織器官用于器官移植等,實現(xiàn)對臨床疾病的治療?不能。原因是動物細胞特別是高等動物細胞隨著胚胎的發(fā)育,細胞分化潛能變窄。肌細胞是已分化的細胞,它通常不能轉(zhuǎn)化為其他類型的細胞,因而不能用肌細胞代替干細胞在體外培育組織和器官。1.細胞分化的六個關鍵點(1)細胞分化的標志。(2)過程圖解。(3)細胞分裂與細胞分化的區(qū)別和聯(lián)系。(4)分化細胞表達的基因。(5)細胞分化的“變”與“不變”。(6)細胞分化過程中遵循的中心法則。2.細胞分化與細胞全能性的比較項目細胞分化細胞的全能性原理細胞內(nèi)基因選擇性表達含有本物種全套遺傳物質(zhì)特點①持久性;②不可逆性;③普遍性①高度分化的植物體細胞具有全能性;②動物已分化的體細胞全能性受限制,但細胞核仍具有全能性結(jié)果形成形態(tài)、結(jié)構和功能不同的細胞形成新的個體或其他各種細胞比較細胞分化程度有高低之分,由高到低:體細胞>生殖細胞>受精卵細胞全能性的表達有難易程度之分,由易到難:受精卵>生殖細胞>體細胞關系①細胞分化一般不會導致遺傳物質(zhì)改變,除某些特殊情況下,已分化的細胞都含有保持物種遺傳特性所需要的全套遺傳物質(zhì),因而都具有全能性;②一般來說,細胞分化程度越高,全能性越難表達,細胞分化程度越低,全能性越容易表達提醒:(1)分化的細胞不一定不再進行分裂,如B淋巴細胞等,接受抗原刺激后仍可再分裂。(2)并非所有干細胞都要發(fā)生分化。干細胞分裂后一部分細胞發(fā)生分化,成為具有特定功能的組織細胞;還有一部分保持分裂能力,用于干細胞本身的自我更新。(3)分化程度高的細胞其全能性不一定低。一般來說,細胞分化程度越高,全能性越難表達,細胞分化程度越低,全能性越高,但卵細胞的分化程度較高,其全能性也較高。(4)分化一般不會改變遺傳物質(zhì)。細胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果,一般不會導致遺傳物質(zhì)的改變。已分化的細胞一般都含有保持該物種遺傳性狀所需要的全套遺傳物質(zhì),因而都具有全能性。考向1|細胞分化的實質(zhì)和特點1.下圖表示同一個體的5種細胞中5種基因的表達情況,下列分析錯誤的是()A.此圖能說明細胞分化的實質(zhì)B.基因b可能控制RNA聚合酶的合成C.細胞中mRNA差異最大的是細胞2和4D.一般來說,這5種細胞的核遺傳物質(zhì)相同C解析:分析題圖可知,同一個體的5種細胞中基因表達的情況有差異,說明基因在不同細胞中選擇性表達,體現(xiàn)了細胞分化的實質(zhì),A正確;5種細胞中都有相關基因表達,基因表達的轉(zhuǎn)錄過程需要RNA聚合酶的催化,說明這5種細胞中都有RNA聚合酶,基因b在這5種細胞中都表達了,故其可能是控制RNA聚合酶合成的基因,B正確;細胞2和4中mRNA有2種不同,而細胞3和4中mRNA有4種不同,C錯誤;這5種細胞均最終來源于同一個受精卵,故它們細胞核中的遺傳物質(zhì)一般相同,D正確。2.(2021·四川成都模擬)下表是人體內(nèi)紅細胞(未成熟)、胰島B細胞、漿細胞內(nèi)所含有的核基因及這些基因表達的情況(“+”表示該基因能表達,“-”表示該基因未表達)。下列有關說法正確的是()細胞血紅蛋白基因胰島素基因抗體基因有氧呼吸酶基因紅細胞+--+胰島B細胞-①-+漿細胞--②③A.①②③均表示“+”B.此表說明細胞分化導致基因的選擇性表達C.三種細胞中mRNA和蛋白質(zhì)種類完全不同D.三種細胞的形態(tài)、結(jié)構和生理功能不同的根本原因是核基因種類不完全相同A解析:血紅蛋白基因只在紅細胞中表達,胰島素基因只在胰島B細胞中表達,抗體基因只在漿細胞中表達,有氧呼吸酶基因在三種細胞中都表達,A正確;細胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果,B錯誤;三種細胞中有氧呼吸酶基因都表達,C錯誤;三種細胞是同一個體中的體細胞,核基因種類相同,只是表達的基因不同,D錯誤。【技法總結(jié)】“四看法”判斷細胞分化——四項中共性為“分化細胞與眾不同”考向2|細胞的全能性和干細胞3.下列關于細胞全能性的敘述,錯誤的是()A.離體的植物細胞在一定條件下培養(yǎng)能表現(xiàn)出全能性B.在生物體所有的細胞中,受精卵的全能性最高C.克隆羊的誕生證明了高度分化的動物細胞具有全能性D.卵細胞直接發(fā)育成雄蜂體現(xiàn)了動物細胞具有全能性C解析:處于離體狀態(tài)的植物細胞,在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件下,可培養(yǎng)成完整植株,體現(xiàn)了植物細胞的全能性,A正確;在生物體所有的細胞中,受精卵的分化程度最低,全能性最高,B正確;高度分化的動物細胞,其全能性受到限制,不容易表達,克隆羊的誕生證明了高度分化的動物細胞的細胞核具有全能性,C錯誤;由卵細胞直接發(fā)育成雄蜂的過程體現(xiàn)了卵細胞的全能性,D正確。4.下圖表示人體內(nèi)干細胞的增殖、分化。下列有關敘述正確的是()A.干細胞與白細胞的基因型不同,因此合成的mRNA和蛋白質(zhì)種類也不相同B.圖示所有的細胞中,干細胞不僅具有較強的分裂能力,而且分裂周期也較短C.血小板和紅細胞內(nèi)遺傳信息的流動方向是DNA→DNA→RNA→蛋白質(zhì)D.白細胞能夠穿過血管壁去吞噬病菌,是因為細胞膜的選擇透過性B解析:白細胞是由造血干細胞增殖、分化而來的,二者基因型相同,由于基因的選擇性表達,二者合成的mRNA和蛋白質(zhì)種類不完全相同,A錯誤;題圖所有的細胞中,干細胞不僅具有較強的分裂能力,而且分裂周期也較短,B正確;成熟的紅細胞和血小板內(nèi)沒有細胞核,不能進行DNA的復制和基因的表達,C錯誤;白細胞能夠穿過血管壁去吞噬病菌,是因為細胞膜具有一定的流動性,D錯誤??键c二細胞的衰老與死亡1.細胞衰老(1)個體衰老與細胞衰老的關系。(2)細胞衰老的特征。①代謝變化。②結(jié)構變化:細胞核體積增大,核膜內(nèi)折,染色質(zhì)收縮、染色加深。(3)細胞衰老的原因。①自由基學說:細胞代謝中產(chǎn)生的自由基會攻擊和破壞生物膜、DNA、蛋白質(zhì)等,致使細胞衰老。②端粒學說:每條染色體的兩端都有一段特殊序列的DNA—蛋白質(zhì)復合體,稱為端粒。端粒會隨著細胞分裂次數(shù)的增加而縮短,導致正?;虻腄NA序列損傷,使細胞逐漸衰老。2.細胞的死亡(1)細胞死亡包括凋亡和壞死等方式。(2)細胞凋亡。①概念:由基因所決定的細胞自動結(jié)束生命的過程。②類型eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(個體發(fā)育中細胞的程序性死亡,成熟生物體中細胞的自然更新,被病原體感染的細胞的清除))(3)細胞壞死:在種種不利因素影響下,如極端的物理、化學因素或嚴重的病理性刺激的情況下,由細胞正常代謝活動受損或中斷引起的細胞損傷和死亡。(4)細胞自噬:在一定條件下,細胞會將受損或功能退化的細胞結(jié)構等,通過溶酶體降解后再利用。1.細胞普遍衰老會導致個體衰老。 (√)2.衰老細胞內(nèi)染色質(zhì)固縮影響DNA復制和轉(zhuǎn)錄。 (√)3.細胞凋亡受基因調(diào)控,不利于個體生長發(fā)育。 (×)4.細胞毒性T細胞裂解含有病毒的組織細胞的過程屬于細胞凋亡。 (√)5.當自由基攻擊生物膜的組成成分磷脂分子時,產(chǎn)物同樣是自由基。 (√)6.有些激烈的細胞自噬,可能誘導細胞凋亡。 (√)【教材細節(jié)命題】1.(必修1P123“問題探討”改編)老年人的白發(fā)與白化病患者白發(fā)的原因相同嗎?不相同。理由是老年人的白發(fā)是由于細胞衰老,細胞中酪氨酸酶活性降低,黑色素合成減少所致;白化病患者是由于細胞中控制合成酪氨酸酶的基因異常,不能合成酪氨酸酶所致。2.(必修1P124正文)人體自由基的來源是細胞的各種氧化反應、輻射、有害物質(zhì)入侵等,其危害有攻擊磷脂分子、攻擊DNA分子、攻擊蛋白質(zhì)等生物分子。1.細胞自噬與細胞凋亡(1)細胞自噬。①處于營養(yǎng)缺乏條件下的細胞,通過細胞自噬可以獲得維持生存所需的物質(zhì)和能量。②通過細胞自噬,可以清除受損或衰老的細胞器,以及感染的微生物和毒素,從而維持細胞內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定。③人類許多疾病的發(fā)生,可能與細胞自噬發(fā)生障礙有關,細胞自噬機制的研究對許多疾病的防治有重要意義。(2)細胞凋亡。(3)二者的區(qū)別與聯(lián)系。①形態(tài)學上的區(qū)別:自噬是形成雙層膜的自噬泡,包裹細胞質(zhì)內(nèi)的物質(zhì),然后與溶酶體融合消化掉內(nèi)容物;凋亡會使染色質(zhì)固縮,染色加深,細胞膜內(nèi)陷形成凋亡小體,最后細胞解體。②生理意義上的區(qū)別:自噬只是細胞在高脅迫的環(huán)境中的一種應急機制,旨在為自身提供營養(yǎng)或者降解錯誤折疊的蛋白質(zhì)等,不一定引起死亡;凋亡是正常的細胞死亡途徑,凋亡后,細胞必定死亡。③聯(lián)系:有些激烈的細胞自噬,可能誘導細胞凋亡。2.細胞衰老與死亡的比較項目實質(zhì)結(jié)果遺傳物質(zhì)細胞衰老內(nèi)因、外因共同作用細胞在形態(tài)、結(jié)構和功能上發(fā)生了變化不發(fā)生改變細胞凋亡受到由遺傳機制決定的程序性調(diào)控細胞自動結(jié)束生命的正常死亡細胞壞死受外界不利因素影響細胞膜破裂,對周圍細胞造成傷害,引起發(fā)炎3.細胞各生命歷程的內(nèi)在關系考向1|細胞凋亡與細胞壞死1.(2021·河北石家莊模擬)細胞凋亡與細胞壞死是兩個不同的過程,如下圖所示。下列有關敘述錯誤的是()A.細胞凋亡是由基因控制的,對生物的個體生長發(fā)育和機體穩(wěn)態(tài)的維持具有重要作用B.細胞壞死最終細胞因細胞膜破裂,胞漿外溢而死亡C.吞噬細胞吞噬凋亡小體與溶酶體有關D.在成人體內(nèi),被病原體感染的細胞的清除是通過細胞壞死實現(xiàn)的D解析:細胞凋亡是由基因控制的,對生物的個體生長發(fā)育和機體穩(wěn)態(tài)的維持具有重要作用,A正確;由圖可知,細胞壞死是細胞因細胞膜破裂,胞漿外溢而死亡,B正確;吞噬細胞吞噬凋亡小體后通過細胞內(nèi)的溶酶體將其消化,C正確;在成人體內(nèi),被病原體感染的細胞的清除是通過細胞凋亡實現(xiàn)的,D錯誤。2.脊椎動物神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育過程中,只有約50%的原始神經(jīng)細胞接受了足夠的神經(jīng)元而存活下來,存活下來的神經(jīng)細胞與靶細胞建立連接,其他原始神經(jīng)細胞則發(fā)生凋亡,這就保證了神經(jīng)細胞的數(shù)量與由其支配的靶細胞的數(shù)量相適應,從而建立正確的神經(jīng)網(wǎng)絡聯(lián)系。下列相關敘述正確的是()A.神經(jīng)生長因子調(diào)控原始神經(jīng)細胞的凋亡,細胞凋亡是基因和環(huán)境共同作用的B.細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結(jié)束生命的過程,所以也常常被稱為細胞壞死C.發(fā)育中的個體通過細胞凋亡維持適宜的細胞數(shù)量,成熟個體不再發(fā)生細胞凋亡D.細胞的凋亡不等于個體的凋亡,單細胞生物也依靠細胞凋亡維持內(nèi)部環(huán)境穩(wěn)定A解析:只有接受了足夠神經(jīng)元的原始神經(jīng)細胞才能生存,并與靶細胞建立聯(lián)系,其他的則發(fā)生凋亡,該過程中神經(jīng)生長因子調(diào)控原始神經(jīng)細胞的凋亡,且細胞凋亡是基因和環(huán)境共同作用的結(jié)果,A正確;細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結(jié)束生命的過程,而細胞壞死是在種種不利因素影響下,由于細胞正常代謝活動受損或中斷引起的細胞損傷和死亡,細胞凋亡對機體有利,不等于細胞壞死,B錯誤;細胞凋亡貫穿整個生命歷程,所以成熟個體也會發(fā)生細胞凋亡,C錯誤;對于多細胞個體,細胞的凋亡不等于個體的凋亡,對于單細胞生物,細胞凋亡等于個體的凋亡,D錯誤。【技法總結(jié)】“三看法”判斷細胞凋亡與細胞壞死考向2|細胞生命歷程的綜合考查3.秀麗隱桿線蟲的受精卵第一次卵裂產(chǎn)生AB和P1兩種細胞,AB細胞經(jīng)3次細胞分裂產(chǎn)生的ABalaa細胞繼續(xù)分裂最終得到的17個細胞,均在幼蟲中發(fā)育為環(huán)神經(jīng)節(jié),該過程中有13個細胞死亡。據(jù)此分析,下列相關敘述正確的是()A.上述過程中細胞死亡均屬于程序性的細胞壞死B.AB細胞與幼蟲環(huán)神經(jīng)節(jié)細胞中的RNA完全相同C.若ABalaa細胞核基因突變,13個死亡細胞不含該突變基因D.幼蟲發(fā)育過程中發(fā)生了細胞分裂、分化、凋亡等生理過程D解析:題中所述過程中細胞死亡是細胞主動結(jié)束生命的過程,屬于程序性的細胞凋亡,A錯誤;AB細胞發(fā)育到幼蟲環(huán)神經(jīng)節(jié)細胞過程中發(fā)生了細胞的分化,AB細胞與幼蟲環(huán)神經(jīng)節(jié)細胞中的RNA不完全相同,B錯誤;13個死亡細胞均是由ABalaa細胞分裂分化而來的,所以若ABalaa細胞核基因突變,13個死亡細胞都含有該突變基因,C錯誤;個體的發(fā)育過程離不開細胞分裂、分化、衰老和凋亡過程,所以幼蟲發(fā)育過程中發(fā)生了細胞分裂、分化、凋亡等生理過程,D正確。4.下圖表示細胞的生命歷程,其中甲~辛代表相關生理過程。下列描述正確的是()A.甲過程代表細胞有絲分裂,乙過程中細胞分化并不改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)B.戊過程的發(fā)生是由基因調(diào)控自己結(jié)束生命的結(jié)果C.丁過程與基因表達有關,只發(fā)生在胚胎發(fā)育過程中,并與戊過程有區(qū)別D.己過程中細胞內(nèi)水分減少,細胞核體積變小,辛過程體現(xiàn)了細胞的全能性A解析:由題圖可知,甲過程為細胞分裂(有絲分裂),乙、庚和辛過程為細胞分化。乙過程細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達,細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)并沒有發(fā)生改變,A正確;戊過程是細胞壞死,丁過程為細胞凋亡,細胞凋亡是由基因調(diào)控細胞自己結(jié)束生命的過程,細胞壞死不是,B錯誤;細胞凋亡與基因表達有關,且細胞凋亡在個體發(fā)育的各個階段均會發(fā)生,C錯誤;衰老的細胞內(nèi)水分減少,細胞體積變小,但細胞核體積增大,D錯誤?!久}動態(tài)】細胞的一生要經(jīng)歷生長、增殖、分化、衰老和死亡等生命歷程。本專題已出現(xiàn)的高考試題考查了細胞周期、細胞分化、細胞衰老與死亡等知識點。對“細胞分化”的考查常結(jié)合細胞的全能性進行;對“細胞的衰老與死亡”的考查常結(jié)合人體健康知識進行。試題情境多為基礎判斷,或結(jié)合人體健康等生產(chǎn)生活問題進行的探討。需具備的素養(yǎng)要素有分析與推斷、審視或論證、珍愛生命、健康生活方式等。1.(2021·廣東卷)研究表明,激活某種蛋白激酶PKR,可誘導被病毒感染的細胞發(fā)生凋亡。下列敘述正確的是()A.上述病毒感染的細胞凋亡后其功能可恢復B.上述病毒感染細胞的凋亡不是程序性死亡C.上述病毒感染細胞的凋亡過程不受基因控制D.PKR激活劑可作為潛在的抗病毒藥物加以研究[思維培養(yǎng)]D解析:被病毒感染的細胞凋亡后,喪失其功能且不可恢復,A錯誤;細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結(jié)束生命的過程,是程序性死亡,且受基因控制,B、C錯誤;由題意可知,激活蛋白激酶PKR,可誘導被病毒感染的細胞發(fā)生凋亡,故PKR激活劑可作為潛在的抗病毒藥物加以研究,D正確。2.(2021·河北卷)關于細胞生命歷程的敘述,錯誤的是()A.細胞凋亡過程中不需要新合成蛋白質(zhì)B.清除細胞內(nèi)過多的自由基有助于延緩細胞衰老C.紫外線照射導致的DNA損傷是皮膚癌發(fā)生的原因之一D.已分化的動物體細胞的細胞核仍具有全能性[思維培養(yǎng)]A解析:細胞凋亡是指由基因決定的細胞自動結(jié)束生命的過程,細胞凋亡過程中有控制凋亡的基因表達,需要新合成蛋白質(zhì),A錯誤;在生命活動中,細胞會產(chǎn)生自由基,自由基會攻擊和破壞細胞內(nèi)各種執(zhí)行正常功能的生物分子,導致細胞衰老,所以清除細胞內(nèi)過多的自由基有助于延緩細胞衰老,B正確;細胞癌變的原因是原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變,紫外線是一種物理致癌因子,紫外線照射會導致DNA損傷,引起基因突變,導致細胞癌變,是皮膚癌發(fā)生的原因之一,C正確;克隆羊“多莉”的誕生是將體細胞核移植到去核的卵細胞中培育成的,說明已分化的動物體細胞的細胞核仍具有全能性,D正確。3.(2021·山東卷)細胞內(nèi)分子伴侶可識別并結(jié)合含有短肽序列KFERQ的目標蛋白形成復合體,該復合體與溶酶體膜上的受體L結(jié)合后,目標蛋白進入溶酶體被降解。該過程可通過降解α-酮戊二酸合成酶,調(diào)控細胞內(nèi)α-酮戊二酸的含量,從而促進胚胎干細胞分化。下列說法錯誤的是()A.α-酮戊二酸合成酶的降解產(chǎn)物可被細胞再利用B.α-酮戊二酸含量升高不利于胚胎干細胞的分化C.抑制L基因表達可降低細胞內(nèi)α-酮戊二酸的含量D.目標蛋白進入溶酶體的過程體現(xiàn)了生物膜具有物質(zhì)運輸?shù)墓δ蹸解析:α-酮戊二酸合成酶是蛋白質(zhì),其降解產(chǎn)物是氨基酸,可以被細胞重新利用,A正確;據(jù)題意,通過降解α-酮戊二酸合成酶,調(diào)控細胞內(nèi)α-酮戊二酸的含量,可以促進胚胎干細胞分化,推知α-酮戊二酸合成酶被降解,α-酮戊二酸的合成量減少,可以促進胚胎干細胞的分化,故α-酮戊二酸含量升高不利于胚胎干細胞分化,B正確;抑制L基因表達后,α-酮戊二酸合成酶的降解會減少,因此α-酮戊二酸的含量會增加,C錯誤;目標蛋白通過胞吞作用進入溶酶體的過程體現(xiàn)了生物膜具有物質(zhì)運輸?shù)墓δ埽珼正確。1.(生活、學習和實踐情境)正常情況下,甲胎蛋白(AFP)主要來自胚胎的肝細胞,胎兒出生后約兩個月AFP基本從血液中消失。但慢性肝炎、肝硬化患者的肝細胞再生時,AFP會升高,尤其當肝細胞發(fā)生癌變時,血液中AFP含量會持續(xù)性異常升高,所以當血液中該指標超過正常值時需要進一步檢查以確認體內(nèi)是否出現(xiàn)了癌細胞。下列有關說法正確的是()A.可以推測當肝細胞分裂周期變長時,AFP合成量會增加B.指導合成AFP的基因?qū)儆谠┗?,發(fā)生突變后才表達C.可以推測AFP能對細胞的分化起促進作用D.肝細胞中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體會參與AFP的加工與運輸D解析:由題意“當肝細胞發(fā)生癌變時,血液中AFP含量會持續(xù)性異常升高”可知,當肝細胞癌變、分裂周期變短時,AFP合成會增加,A錯誤;正常情況下,甲胎蛋白(AFP)主要來自胚胎的肝細胞,胎兒出生后約兩周AFP從血液中消失,可見指導合成AFP的基因是人體正?;?,正常時也會表達,B錯誤;由題干信息可知,慢性肝炎、肝硬化患者肝細胞再生時或肝細胞發(fā)生癌變時A

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