專題13-細胞的分化、衰老和死亡(串講)(新高考專用)(解析版)

專題13細胞的分化、衰老和死亡考點分布重點難點備考指南1.細胞分化的實質2.細胞分化的意義3.細胞全能性的概念4.不同生物不同細胞全能性的大小5.細胞衰老的特征6.細胞凋亡的概念7.細胞凋亡的意義及與細胞壞死的區(qū)別1.細胞的分化2.細胞的全能性3.細胞的衰老和凋亡以及與人體健康的關系理解并掌握細胞分化、細胞全能性、細胞凋亡的概念。理解細胞分化的實質和意義。掌握有衰老細胞的特征。理解并能區(qū)分細胞凋亡和細胞壞死?？键c一細胞的分化與全能性1．細胞分化（1）概念：在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。（2）時間：發(fā)生在整個生命進程中，胚胎時期達到最大限度。（3）結果：形成不同的組織和器官。（4）特點：①普遍性：多細胞生物普遍具有。②持久性：細胞分化是一種持久性的變化。③不可逆性：一般來說，細胞只能從全能干細胞最終走向高度分化的體細胞，不能反向進行。（5）實質：在個體發(fā)育過程中，不同細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同，即基因的選擇性表達。（6）意義eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①生物個體發(fā)育的基礎,②使多細胞生物體中的細胞趨向專門化，有利于提高各種生理功能的效率))2．細胞的全能性概念：細胞經分裂和分化后，仍具有產生完整有機體或分化成其他各種細胞的潛能和特性。3．干細胞(1)概念：動物和人體內仍保留著少數具有分裂和分化能力的細胞，這些細胞叫做干細胞。(2)類型項目胚胎干細胞成體干細胞來源來自早期胚胎或原始性腺組織來自各式各樣的組織功能可以分化成各種組織和器官具有分化成特定功能細胞的能力舉例囊胚的內細胞團細胞骨髓干細胞、造血干細胞、神經干細胞1.細胞分化從細胞水平分析細胞的形態(tài)、結構和生理功能發(fā)生改變。從亞顯微結構水平分析細胞器的種類和數目及細胞質基質的成分和功能發(fā)生改變。2.基因選擇性表達，即遺傳信息的執(zhí)行情況不同，這是細胞分化的根本原因。3.同一個體不同類型的細胞蛋白質和mRNA不完全相同。4.細胞分化前后細胞數目和細胞內的遺傳物質不變。1.細胞分化與細胞的全能性的比較項目細胞分化細胞的全能性原理細胞內基因選擇性表達含有本物種全套遺傳物質特點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果形成形態(tài)、結構和功能不同的細胞形成新的個體比較細胞分化程度有高低之分：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，因而都具有全能性；②一般來說，細胞分化程度越高，全能性越難以表達，細胞分化程度越低，全能性越容易表達2.細胞分化的三個關鍵點（1）細胞分化的標志①分子水平：合成了某種細胞特有的蛋白質，如唾液淀粉酶、胰島素等。②細胞水平：形成不同種類的細胞。（2）分化細胞表達的基因①管家基因：所有細胞均表達的一類基因，其表達產物是維持細胞基本生命活動所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。②奢侈基因：不同類型細胞特異性表達的一類基因，其產物賦予不同細胞特異性的生理功能，如血紅蛋白基因、胰島素基因。1．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，全能性越難以表達，但卵細胞的分化程度較高，其全能性也較高。2．細胞分化的判斷依據：選擇性表達的基因（奢侈基因）得以表達的細胞發(fā)生了分化，如胰島素基因、血紅蛋白基因表達出相應蛋白質可以證明細胞發(fā)生了分化。3．體現全能性的判斷依據：起點是“已分化的細胞”，終點是發(fā)育成“完整個體”或發(fā)育成各種細胞才是全能性的體現。典例1.下列有關細胞全能性的敘述，正確的是()A．植物體只有體細胞才具有發(fā)育成完整個體所必需的全套基因B．高度分化的植物細胞只有處于離體狀態(tài)時才有可能表現出全能性C．植物體內某些體細胞沒有表現出全能性，其原因是所含基因發(fā)生了改變D．將紫色糯性玉米種子培育成植株，反映了植物種子具有全能性【答案】B【解析】細胞具有全能性的原因是細胞具有發(fā)育成完整個體所必需的全套遺傳信息，而配子也具有這樣的全套基因，因此同樣具有全能性，A項錯誤；細胞表現全能性的前提是處于離體狀態(tài)，B項正確；植物體內某些細胞沒有表現出全能性是細胞內基因在特定時間和空間條件下選擇性表達的結果，C項錯誤；種子發(fā)育成植株是個體正常發(fā)育的過程，不能反映全能性，D項錯誤。典例2.“細胞核重編程”即將人類成熟的體細胞重新誘導回干細胞狀態(tài)，它們就有再分化形成多種類型細胞的可能，可應用于臨床醫(yī)學。下列有關敘述錯誤的是()A．干細胞分化成多種類型的細胞體現了細胞的全能性B．干細胞可用于治療因胰島B細胞受損而引起的糖尿病C．“細胞核重編程”和干細胞的再分化均與細胞內基因的選擇性表達相關D．該項研究為臨床上解決器官移植的免疫排斥反應帶來希望【答案】A【解析】干細胞分化成多種類型的細胞，但沒有形成個體，所以不能體現動物細胞的全能性，A錯誤；細胞核重編程后形成的細胞，其細胞核是自身細胞的，形成的組織器官用于移植屬于自體移植，沒有免疫排斥反應，D正確?？键c二細胞的衰老和死亡1．細胞衰老（1）細胞衰老的特征①細胞膜的變化：細胞膜通透性功能改變，使物質運輸功能降低。②細胞核的變化：細胞核的體積增大，核膜內折，染色質收縮，染色加深。③細胞代謝的變化：細胞內水分減少，體積變小，細胞內大多數酶的活性降低，細胞內呼吸速度減慢，新陳代謝速度減慢；細胞內的色素會逐漸積累。（2）細胞衰老的原因①自由基學說：細胞代謝中產生的自由基會攻擊和破壞生物膜的組成成分磷脂分子、DNA、蛋白質等，致使細胞衰老。②端粒學說：端粒位于染色體兩端，其化學本質是DNA。端粒會隨著細胞分裂次數的增加而縮短，導致正?；虻腄NA序列損傷，使細胞逐漸衰老。傷，使細胞逐漸衰老。2．細胞的死亡（1）細胞凋亡概念：由基因所決定的細胞自動結束生命的過程，它是一種程序性死亡。類型eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(個體發(fā)育中細胞的編程性死亡,成熟個體中細胞的自然更新,被病原體感染的細胞的清除))意義eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(保證多細胞生物體完成正常發(fā)育,維持內部環(huán)境的穩(wěn)定,抵御外界各種因素的干擾))（2）細胞壞死受外界不利因素影響；不受基因控制。1．細胞衰老和凋亡對機體的正常發(fā)育都是有利的，細胞壞死對機體是有害的。2．細胞凋亡與基因選擇性表達有關，但不屬于細胞分化過程。細胞凋亡和細胞壞死的區(qū)別（1）從方式看eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(主動結束生命活動?細胞凋亡,被動結束生命活動?細胞壞死))（2）從結果看eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(對生物體是有利的?細胞凋亡,對生物體是有害的?細胞壞死))典例1.關于細胞衰老機制，科學家們提出了許多學說，其中的端粒學說目前被大家普遍接受。端粒是染色體末端的一種特殊序列DNA，每次分裂后會縮短一截，最終使細胞走向衰老。端粒酶能以自身的RNA為模板合成端粒序列加到染色體DNA末端而修復縮短部分，下列說法錯誤的是()A．端粒是真核細胞特有的結構，原核細胞中沒有B．端粒酶是一種DNA聚合酶，能延緩細胞的衰老C．癌細胞中端粒酶的活性可能高于正常細胞D．同一個體的不同細胞中端粒的長度可能不相同【答案】B【解析】端粒存在于染色體的末端，而染色體是真核生物特有的結構，原核生物中沒有，A正確；由題意“端粒酶能以自身的RNA為模板合成端粒序列加到染色體DNA末端而修復縮短部分”可知，端粒酶是逆轉錄酶，B錯誤；癌細胞可以無限增殖，可能是因為端粒酶活性較高，可以修復因分裂而縮短的DNA，C正確；同一個體不同細胞分裂的次數不同，端粒的長度可能不同，D正確。典例2.（2021遼寧丹東階段測試）細胞的衰老是普遍存在的現象。下列有關敘述錯誤的是()A.皮膚色素沉積出現的“老年斑”是由酪氨酸酶活性降低所致B.衰老細胞的細胞膜的通透性改變,使物質運輸效率下降C.細胞衰老可能是由于大量自由基干擾了細胞的正常的代謝D.在新生的生物體中,同樣存在著細胞衰老現象【答案】A【解析】皮膚色素沉積出現的“老年斑”是由細胞代謝減弱所致,A錯誤;衰老細胞的細胞膜的通透性改變,使物質運輸效率下降,B正確;細胞衰老可能是由于大量自由基干擾了細胞的正常的代謝,C正確;在新生的生物體中,同樣存在著細胞衰老現象,D正確。1.(2020·海南，11)下列關于細胞生命歷程的敘述，正確的是()A．細胞分裂和分化均可增加細胞數量B．細胞分化只發(fā)生在胚胎時期C．細胞衰老時，細胞膜的選擇透過性功能提高D．細胞凋亡過程中既有新蛋白質的合成，又有蛋白質的水解【答案】D【解析】細胞分裂可增加細胞數量，細胞分化可增加細胞種類但不增加細胞數目，A錯誤；細胞分化發(fā)生在個體發(fā)育的各個時期，是生物個體發(fā)育的基礎，B錯誤；細胞衰老時，細胞膜的通透性改變，使物質運輸的功能下降，C錯誤；細胞凋亡過程中既有新蛋白質的合成，又有蛋白質的水解，D正確。2.(2020·江蘇，4)下列關于細胞生命活動的敘述，正確的是()A．高度分化的細胞執(zhí)行特定的功能，不能再分裂增殖B．癌變細胞內發(fā)生變異的基因都不再表達C．正常組織細胞在體外長時間培養(yǎng)，一般會走向衰老D．凋亡細胞內有活躍的基因表達，主動引導走向壞死【答案】C【解析】高度分化的細胞也可以進行增殖，如精原細胞等，A項錯誤；癌變細胞內已變異的基因也可以表達，使細胞表現出癌細胞的特征，B項錯誤；細胞凋亡是由基因控制的細胞編程性死亡，不是細胞壞死，D項錯誤。3.(2019·全國Ⅰ，1)細胞凋亡是細胞死亡的一種類型。下列關于人體中細胞凋亡的敘述，正確的是()A．胎兒手的發(fā)育過程中不會發(fā)生細胞凋亡B．小腸上皮細胞的自然更新過程中存在細胞凋亡現象C．清除被病原體感染細胞的過程中不存在細胞凋亡現象D．細胞凋亡是基因決定的細胞死亡過程，屬于細胞壞死【答案】B【解析】胎兒手的發(fā)育過程中發(fā)生細胞凋亡，才會形成成形手指，A項錯誤；清除被病原體感染的細胞的過程屬于細胞凋亡，C項錯誤；細胞凋亡是由基因所決定的細胞自動結束生命的過程，不同于細胞壞死，細胞壞死是在種種不利因素影響下，由細胞正常代謝活動受損或中斷引起的細胞損傷和死亡，D項錯誤。4.(2020·山西省晉中市一模)細胞分化是多細胞生物體的一種正常生命現象。下列能說明細胞已發(fā)生分化的依據是()A．細胞中存在肌動蛋白基因B．細胞中合成了胰島素C．細胞內多種酶的活性降低D．細胞進行無氧呼吸合成ATP【答案】B【解析】細胞分化是指在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，細胞分化的本質是基因的選擇性表達。同一生物體所有細胞都含有相同的遺傳物質，且都含有該個體的全部基因，因此具有肌動蛋白基因不能說明細胞已經分化，A錯誤；只有胰島B細胞能合成胰島素，其他細胞不合成胰島素，細胞中有胰島素，說明該細胞發(fā)生了分化，B正確；細胞內多種酶的活性降低是細胞衰老的特征，不能說明細胞發(fā)生分化，C錯誤；絕大多數細胞在缺氧條件下都能進行無氧呼吸，并合成ATP，與細胞分化無關，D錯誤。5.(2020·遼寧省百強校高三上學期期末)下列與細胞生命歷程有關的敘述，正確的是()A．細胞癌變后，細胞膜上的甲胎蛋白、癌胚抗原減少，黏著性降低B．白細胞凋亡速度比紅細胞快，因為白細胞不能分裂C．“老年斑”的出現表明細胞內物質的交流和傳遞受到影響D．漿細胞和胰島B細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況相同【答案】C【解析】細胞癌變后，細胞膜上的甲胎蛋白、癌胚抗原增多，A錯誤；白細胞凋亡的速度比紅細胞快，是由于細胞凋亡的速度與其自身功能密切相關，B錯誤；衰老細胞的代謝速度慢，色素逐漸積累，所以“老年斑”的出現表明細胞內物質的交流和傳遞受到影響，C正確；漿細胞和胰島B細胞是由細胞分化而來的，細胞分化的實質是遺傳信息的執(zhí)行情況不同，D錯誤。6.(2020·福建省三明市高三5月質量檢查)下列關于細胞生命歷程