2024-2025年高考生物一輪復習知識點講解專題4-2細胞的分化衰老凋亡和癌變含解析

PAGEPAGE1專題4-2細胞的分化、蒼老、凋亡和癌變【考情分析】1.細胞的分化(Ⅱ)。2.細胞的全能性(Ⅱ)。3.細胞的蒼老和凋亡以及與人體健康的關系(Ⅱ)。4.癌細胞的主要特征及防治(Ⅱ)。【重點學問梳理】學問點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(chǎn)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)特點①普遍性：多細胞生物普遍具有。②長久性：貫穿于生物體整個生命進程中。③穩(wěn)定性：已分化的細胞將始終保持分化后的狀態(tài)，直至死亡。④不行逆性：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。(3)實質(zhì)在個體發(fā)育過程中，不同的細胞中遺傳信息的執(zhí)行狀況不同，即基因的選擇性表達，轉(zhuǎn)錄出不同的mRNA，限制合成不同的蛋白質(zhì)。(4)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特地化，有利于提高各種生理功能的效率))【特殊提示】細胞分化的三個關鍵(1)細胞分化的標記①分子水平：合成了某種細胞特有的蛋白質(zhì)，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：全部細胞均表達的一類基因，其表達產(chǎn)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(chǎn)物給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。(3)細胞分化的“變”與“不變”①不變：DNA、tRNA、rRNA、細胞的數(shù)目。②變更：mRNA、蛋白質(zhì)的種類，細胞的形態(tài)、結構和功能。2．細胞的全能性(1)概念：已經(jīng)分化的細胞，仍舊具有發(fā)育成完整個體的潛能。(2)分析下列實例所依據(jù)的原理(連線)①組織培育植物個體a．細胞具有全能性②克隆羊“多利”b．細胞核具有全能性③干細胞c．細胞增殖分化3．干細胞(1)概念：動物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有分裂和分化實力的細胞，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種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實力舉例來自囊胚的內(nèi)細胞團細胞骨髓干細胞、造血干細胞、神經(jīng)干細胞學問點二細胞的蒼老、凋亡與癌變1．細胞蒼老(1)個體蒼老與細胞蒼老的關系①單細胞生物的細胞蒼老或死亡是(填“是”或“不是”)個體的蒼老或死亡。②多細胞生物個體蒼老的過程也是組成個體的細胞普遍蒼老的過程。(2)細胞蒼老的特征①代謝變更②細胞核體積增大，染色質(zhì)收縮，核膜向內(nèi)折疊。(3)細胞蒼老的假說①自由基假說：細胞代謝中產(chǎn)生的自由基會攻擊生物膜、DNA和蛋白質(zhì)，致使細胞蒼老。②端粒假說：染色體兩端的端粒會隨著細胞分裂次數(shù)的增加而縮短，導致正常的DNA序列損傷，使細胞漸漸蒼老。2．細胞的凋亡(1)概念：由基因所確定的細胞自動結束生命的過程，又稱為細胞編程性死亡。(2)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))(3)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(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定,抵擋外界各種因素的干擾))3．細胞的癌變(1)癌細胞的概念：正常機體細胞在致癌因子的作用下，細胞中遺傳物質(zhì)發(fā)生變更，就變成不受機體限制的、連續(xù)進行分裂的惡性增殖細胞，這種細胞就是癌細胞。(2)癌細胞的特征①無限增殖。②形態(tài)結構發(fā)生顯著變更，如癌變的成纖維細胞由扁平梭形變成球形。③細胞膜表面發(fā)生變更a．糖蛋白削減→黏著性降低→易于擴散和轉(zhuǎn)移。b．甲胎蛋白、癌胚抗原等增多。④細胞的接觸抑制丟失。(3)癌變機理①原癌基因和抑癌基因a．原癌基因：主要負責調(diào)整細胞周期，限制細胞生長和分裂的進程。b．抑癌基因：主要是阻擋細胞不正常的增殖。②細胞癌變的機理：環(huán)境中的致癌因子會損傷細胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變，導致正常細胞的生長和分裂失控而變成癌細胞。③特點：癌癥的發(fā)生不是單一基因突變的結果，至少在一個細胞中發(fā)生5～6個基因突變，才能導致細胞癌變，細胞癌變具有累積效應。4．細胞蒼老、凋亡、壞死與癌變的比較項目實質(zhì)結果遺傳物質(zhì)細胞蒼老內(nèi)因、外因共同作用細胞正常死亡不發(fā)生變更細胞凋亡由遺傳機制確定的程序性調(diào)控自動結束生命的正常死亡細胞壞死受外界不利因素影響；不受基因限制細胞膜裂開，對四周細胞造成損害，引起發(fā)炎細胞癌變致癌因子誘發(fā)基因突變形成無限增殖的癌細胞發(fā)生變更【特殊提示】細胞生命歷程中的三個“例外”(1)除細胞癌變發(fā)生了遺傳信息變更外，細胞分裂、分化、蒼老、凋亡均未變更遺傳信息。(2)除細胞癌變與細胞壞死對生物體不利外，細胞分裂、分化、蒼老、凋亡均對生物體有主動意義。(3)除細胞壞死外，細胞分裂、分化、蒼老、凋亡、癌變均與基因有關，即受基因限制。【典型題分析】高頻考點一細胞分化的過程【例1】（2024·浙江4月選考）同一個體的神經(jīng)細胞與巨噬細胞的功能不同。下列關于這兩種細胞的敘述，錯誤的是A．不會脫分化到受精卵的狀態(tài)B．細胞核中的染色體數(shù)目相同C．功能不同是由于發(fā)生了細胞分化D．功能差異是在減數(shù)分裂過程中形成的【答案】D【解析】神經(jīng)細胞和巨噬細胞均為動物細胞，而動物細胞目前無法完成脫分化的過程，故不會脫分化到受精卵狀態(tài)，A選項正確；同一個體中的神經(jīng)細胞和巨噬細胞擁有完全相同的遺傳物質(zhì)，只是由于選擇性表達的部分不同而形成了不同結構和功能的細胞，所以它們的染色體數(shù)相同，B選項正確；功能不同是由于細胞中的遺傳物質(zhì)發(fā)生了選擇性表達，即分化，C選項正確；功能的差異是由于基因的選擇性表達，即在轉(zhuǎn)錄的過程中形成的，且神經(jīng)細胞和巨噬細胞不會進行減數(shù)分裂，D選項錯誤。故錯誤的選項選擇D?！痉椒记伞客茢嗉毎只募记?1)分化后細胞的“一同二不同”一同：遺傳物質(zhì)(DNA)相同；二不同：mRNA和蛋白質(zhì)不同。(2)細胞分化后的兩個標記①分子水平：合成了某種細胞特有的蛋白質(zhì)，如唾液淀粉酶、胰島素等。②細胞水平：形成不同種類的細胞?！咀兪教骄俊?2024·江蘇卷)人體骨髓中存在少量屬于多能干細胞的間充質(zhì)干細胞(MSC)，如圖為MSC分裂、分化成多種組織細胞的示意圖，下列敘述正確的是()A．組織細胞中的DNA和RNA與MSC中的相同B．MSC不斷增殖分化，所以比組織細胞更易蒼老C．MSC中的基因都不能表達時，該細胞起先凋亡D．不同誘導因素使MSC分化形成不同類型的細胞【答案】D【解析】組織細胞是高度分化的細胞，由于分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達，所以干細胞與其分化成的組織細胞的DNA相同，而RNA不完全相同，A錯誤；MSC屬于干細胞，分化程度低，分裂實力強，而組織細胞是高度分化的細胞、成熟的細胞，所以組織細胞更簡單蒼老，B錯誤；細胞凋亡是由基因所確定的細胞自動結束生命的過程，細胞凋亡過程中與凋亡相關的基因表達，C錯誤；在培育MSC(多能干細胞)時，向培育液中加入分化誘導因子，如?；撬帷⒍□－h(huán)腺苷酸等化學物質(zhì)時，可以誘導細胞向不同類型的組織細胞分化，D正確?！咀兪教骄俊?2024·河北石家莊質(zhì)檢)同一生物體內(nèi)，不同組織中的細胞在形態(tài)上存在肯定的差異，下列關于這些細胞說法，錯誤的是()A．通常狀況下，這些不同形態(tài)的細胞中的核遺傳物質(zhì)是相同的B．遺傳信息的執(zhí)行狀況不同導致了細胞形態(tài)的不同C．每種細胞具有的特定形態(tài)與其執(zhí)行特定功能相適應D．不同細胞間形態(tài)的差異是在細胞分裂完成時產(chǎn)生的【答案】D【解析】除了哺乳動物成熟的紅細胞等一些特殊細胞外，同一生物體內(nèi)不同形態(tài)的細胞中，核遺傳物質(zhì)是相同的，A項正確；遺傳信息的執(zhí)行狀況不同即基因的選擇性表達，基因的選擇性表達導致細胞分化，細胞分化使得一個或一種細胞增殖產(chǎn)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，B項正確；生物的形態(tài)結構是與其功能相適應的，C項正確；細胞分裂只是使細胞數(shù)目增加。不同細胞間形態(tài)的差異是在細胞分裂后經(jīng)細胞分化形成的，D項錯誤。高頻考點二干細胞的特征及應用【例2】（2024·浙江卷）高等動物胚胎干細胞分裂過程中，發(fā)生在同一時期的是（）A.核糖體的增生和環(huán)溝的形成B.染色體的出現(xiàn)和紡錘體的出現(xiàn)C.染色單體的形成和著絲粒的分裂D.中心體的復制和染色體組數(shù)的加倍【答案】B【解析】核糖體的增生發(fā)生在分裂間期的G1期，環(huán)溝的形成發(fā)生在有絲分裂末期，A錯誤；染色體和紡錘體的出現(xiàn)均發(fā)生在有絲分裂前期，B正確；染色單體的形成在分裂間期，著絲粒的分裂在有絲分裂后期，C錯誤；中心體的復制在分裂間期的G2期，染色體組的加倍發(fā)生在有絲分裂后期著絲粒分裂后，D錯誤。故選B?！咀兪教骄俊浚?024全國Ⅲ卷，2）下列關于細胞的結構和生命活動的敘述，錯誤的是（）A．成熟個體中的細胞增殖過程不須要消耗能量B．細胞的核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜和細胞膜中都含有磷元素C．兩個相鄰細胞的細胞膜接觸可實現(xiàn)細胞間的信息傳遞D．哺乳動物造血干細胞分化為成熟紅細胞的過程不行逆【答案】A【解析】成熟個體中的細胞增殖過程中，間期DNA復制和蛋白質(zhì)合成須要消耗能量，分裂期紡錘絲牽引染色體運動須要消耗能量，A錯誤；細胞的核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細胞膜中都屬于生物膜，主要由磷脂和蛋白質(zhì)組成，都含有磷元素，B正確；兩個相鄰細跑的細胞膜干脆接觸，信息從一個細胞傳遞給另一個細胞，C正確；哺乳動物造血干細胞分化為成熟紅細胞，屬于細胞分化，細胞分化一般不行逆，D正確?！咀兪教骄俊考毎至雅c細胞分化的區(qū)分和聯(lián)系項目細胞分裂細胞分化區(qū)分使細胞數(shù)目增多使細胞種類增多細胞種類不變細胞數(shù)目不變聯(lián)系細胞分裂是細胞分化的基礎【變式探究】(2024·河北衡水中學高三模擬)下圖表示人體造血干細胞在離體條件下，經(jīng)誘導形成神經(jīng)細胞和肝細胞的過程。下列有關敘述正確的是()A．該圖說明造血干細胞具有全能性B．圖中各細胞的遺傳信息的執(zhí)行狀況相同C．①過程可發(fā)生遺傳信息從DNA→DNA的傳遞D．②過程的實質(zhì)是基因數(shù)量的變更【答案】C【解析】細胞的全能性是指已經(jīng)分化的細胞，仍舊具有發(fā)育成完整個體的潛能，圖示內(nèi)容僅得到肝細胞和神經(jīng)細胞，沒有得到個體，因而沒有體現(xiàn)細胞的全能性，A錯誤；細胞分化的實質(zhì)是細胞內(nèi)基因的選擇性表達，B錯誤；①過程是細胞增殖，可發(fā)生遺傳信息從DNA→DNA的傳遞，C正確；②過程是細胞分化，實質(zhì)是基因的選擇性表達，其基因種類和數(shù)量不變，mRNA和蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量發(fā)生變更，D錯誤。高頻考點三考查細胞的全能性【例3】(2024·山西忻州模擬)下列關于細胞全能性的敘述，正確的是()A．水稻的正常體細胞及其卵細胞均具有全能性B．細胞的全能性是指細胞具有全面的生理功能C．玉米種子萌發(fā)長成新植株能體現(xiàn)細胞全能性D．造血干細胞形成各種血細胞能體現(xiàn)細胞全能性【答案】A【解析】水稻正常的體細胞及其卵細胞均含有本物種全套的遺傳物質(zhì)，均具有全能性；細胞的全能性是指高度分化的細胞仍舊具有發(fā)育為完整個體的潛能；玉米種子萌發(fā)長成新植株是正常發(fā)育的結果，不能體現(xiàn)細胞的全能性；造血干細胞形成各種血細胞，沒有形成完整的個體，該過程不能體現(xiàn)細胞全能性?！咀兪教骄俊?2024·山東威海質(zhì)檢)下列有關細胞全能性的敘述，正確的是()A．植物成熟的體細胞比動物的成熟體細胞更簡單實現(xiàn)全能性B．卵細胞與受精卵一樣，細胞未分化，全能性最高C．克隆羊的誕生說明高度分化的動物細胞具有全能性D．愈傷組織的形成說明高度分化的植物細胞具有全能性【答案】A【解析】植物成熟的體細胞比動物的成熟體細胞更簡單實現(xiàn)全能性，A正確；卵細胞已經(jīng)分化了，B錯誤；克隆羊的誕生說明高度分化的動物細胞的細胞核具有全能性，C錯誤；細胞全能性以細胞形成個體為標記，故愈傷組織的形成不能說明離體分化的植物細胞具有全能性，D錯誤。高頻考點四細胞蒼老與凋亡【例4】（2024·江蘇卷）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(nèi)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育，一般會走向蒼老D.凋亡細胞內(nèi)有活躍的基因表達，主動引導走向壞死【答案】C【解析】高度分化的細胞能執(zhí)行特定的功能，但也可能接著分裂增殖，如性原細胞能進行有絲分裂和減數(shù)分裂，A錯誤；癌變細胞是由原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變，導致正常細胞的生長和分裂失控而形成，發(fā)生突變的基因仍能表達，B錯誤；正常組織細胞在體外長時間培育，細胞分裂達到肯定次數(shù)后一般都會走向蒼老，C正確；細胞凋亡是由基因限制的程序性死亡，細胞壞死與細胞凋亡不同，它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，D錯誤。故選C。【變式探究】(2024·高考全國卷Ⅰ)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(xiàn)象C．清除被病原體感染細胞的過程中不存在細胞凋亡現(xiàn)象D．細胞凋亡是基因確定的細胞死亡過程，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錯誤；小腸上皮細胞自然更新過程中存在細胞凋亡，B正確；清除被病原體感染的細胞的過程屬于細胞凋亡，C錯誤；細胞凋亡是由基因確定的細胞自動結束生命的過程，不同于細胞壞死，D錯誤。【方法技巧】“兩看法”區(qū)分細胞凋亡與細胞壞死(1)從方式看eq\b\lc\{(\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\{(\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))【變式探究】(2024·山東濰坊檢測)下列關于人體蒼老細胞的敘述，錯誤的是()A．蒼老的細胞染色質(zhì)收縮，會影響DNA的復制和轉(zhuǎn)錄B．蒼老的紅細胞細胞核體積變大，物質(zhì)運輸功能降低C．蒼老細胞內(nèi)酪氨酸酶活性降低，使老年人頭發(fā)變白D．蒼老細胞內(nèi)水分削減，使細胞萎縮，體積變小【答案】B【解析】蒼老的細胞染色質(zhì)收縮，DNA的復制和轉(zhuǎn)錄受影響，A項正確；人體成熟的紅細胞無細胞核，B項錯誤；蒼老細胞內(nèi)酪氨酸酶的活性降低，黑色素不能合成，人的頭發(fā)變白，C項正確；蒼老細胞內(nèi)水分削減，細胞萎縮，體積變小，D項正確。高頻考點五癌變機理及癌癥的預防與治療【例5】(2024·高考全國卷Ⅱ)在致癌因子的作用下，正常動物細胞可轉(zhuǎn)變?yōu)榘┘毎Ｓ嘘P癌細胞特點的敘述錯誤的是()A．細胞中可能發(fā)生單一基因突變，細胞間黏著性增加B．細胞中可能發(fā)生多個基因突變，細胞的形態(tài)發(fā)生變更C．細胞中的染色體可能受到損傷，細胞的增殖失去限制D．細胞中遺傳物質(zhì)可能受到損傷，細胞表面的糖蛋白削減【答案】A【解析】依據(jù)大量的病例分析，癌癥的發(fā)生并不是單一基因突變的結果，至少在一個細胞中發(fā)生5～6個基因突變，才能給予癌細胞全部的特征，這是一種累積效應；癌細胞中遺傳物質(zhì)可能受到損傷，細胞表面的糖蛋白削減使得癌細胞之間的黏著性顯著降低，A項錯誤，D項正確。癌細胞的形態(tài)結構發(fā)生顯著變更，細胞中可能發(fā)生多個基因突變，B項正確。癌細胞中的染色體可能受到損傷，癌細胞具有無限增殖實力，C項正確?！九e一反三】（2024·江蘇卷，2）下列關于細胞生命活動的敘述，錯誤的是A．細胞分裂間期既有基因表達又有DNA復制B．細胞分化要通過基因的選擇性表達來實現(xiàn)C．細胞凋亡由程序性死亡相關基因的表達所啟動D．細胞癌變由與癌有關基因的顯性突變引起【答案】D【解析】細胞分裂間期主要進行DNA的復制和有關蛋白質(zhì)的合成，其中基因限制蛋白質(zhì)的合成過程屬于基因的表達，A正確；細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達，B正確；細胞凋亡是由基因確定的細胞編程序死亡的過程，是由程序性死亡相關的基因的表達所啟