PAGE10-第3講細胞的分化、蒼老、凋亡和癌變[考綱展示]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)考點一|細胞分化和細胞的全能性1．細胞分化(1)概念：在個體發育中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在形態、結構和生理功能上發生穩定性差異的過程。(2)過程圖解：(3)實質：在個體發育過程中，不同的細胞中遺傳信息的執行狀況不同(如圖)，即基因的選擇性表達。(4)特點①普遍性：是生物界普遍存在的生命現象。②長久性：細胞分化貫穿于生物體的整個生命進程中，在胚胎時期達到最大限度。③穩定性和不行逆性：一般來說分化了的細胞將始終保持分化后的狀態，直到死亡。(5)結果①分子水平的變更：mRNA種類不同→蛋白質種類不同。②細胞水平的變更：細胞形態、結構和生理功能的變更，漸漸失去分裂實力。③組織器官水平的變更：產生不同類型的細胞構成不同的組織和器官。(6)意義①是生物個體發育的基礎。②使細胞趨向特地化，有利于提高各種生理功能的效率。2．細胞的全能性(1)概念：已經分化的細胞，仍舊具有發育成完整個體的潛能。(2)基礎：每個細胞中都含有發育成生物體所須要的全套遺傳信息。(3)動物細胞和植物細胞全能性的差異。①雖然已分化的動物細胞的細胞核具有全能性，但分化的動物細胞全能性受到了限制，在肯定的條件下經過培育只能形成細胞群。②植物細胞在肯定的條件下經過培育可以形成植物體。(4)干細胞：動物和人體內少數具有分裂和分化實力的細胞。(5)把實例和相應的原理或過程連線。實例依據原理或過程①花粉培育成單倍體植株 a．動物細胞核具有全能性②克隆羊多利的培育 b．植物細胞具有全能性③植物導管組織的形成 c．細胞的有絲分裂④受精卵發育成個體 d．細胞的分化提示：①-b②-a③-d④-c、deq\a\vs4\al([推斷與表述])1．推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)細胞分化使細胞趨向特地化，提高了機體生理功能的效率。(√)(2)細胞的高度分化變更了物種的遺傳信息。(×)提示：細胞分化只是基因的選擇性表達，并沒有變更遺傳信息。(3)成人體內不同分化細胞的遺傳信息相同。(√)(4)玉米種子萌發長成新植株體現了細胞的全能性。(×)提示：玉米種子萌發長成新植株是植物的個體發育過程。細胞的全能性是分化的細胞發育為生物新個體的過程。(5)胚胎干細胞與胰腺腺泡細胞發育的全能性相同。(×)提示：胚胎干細胞是由早期胚胎或原始性腺中分別出來的一類細胞，具有發育的全能性；胰腺腺泡細胞是高度分化的動物細胞，其發育的全能性受到了限制。2．思索回答(規范表述)(1)從分子水平分析，細胞分化過程中不變和變更是什么？提示：細胞分化過程中不變的是DNA、tRNA、rRNA等。變更的是mRNA和蛋白質的種類。(2)植物細胞表現全能性的條件有哪些？提示：離體、無菌、激素、養分物質、相宜的溫度和pH等條件。細胞分化與細胞的全能性的比較細胞分化細胞的全能性緣由基因選擇性表達含有本物種全套遺傳物質特點①普遍性②長久性③穩定性和不行逆性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、結構、功能不同的細胞群形成新的個體大小比較細胞分化程度有凹凸之分，如體細胞>生殖細胞>受精卵細胞全能性表達的難易程度不同，如受精卵>生殖細胞>體細胞區分標記特定的細胞中基因進行了選擇表達由已分化的細胞形成了新個體聯系①兩者的遺傳物質都不發生變更②已分化的細胞仍舊保持全能性③一般狀況下，分化程度越高，全能性相對越低考法1考查細胞分化1.(2024·全國卷Ⅱ)在細胞的生命歷程中，會出現分裂、分化等現象。下列敘述錯誤的是()A．細胞的有絲分裂對生物性狀的遺傳有貢獻B．哺乳動物的造血干細胞是未經分化的細胞C．細胞分化是細胞內基因選擇性表達的結果D．通過組織培育可將植物葉肉細胞培育成新的植株B[有絲分裂使細胞的親代和子代之間保持了遺傳性狀的穩定性。可見細胞的有絲分裂對生物性狀的遺傳有很大貢獻，A項正確。哺乳動物的受精卵是未經分化的細胞，而哺乳動物的造血干細胞是由受精卵分化形成的，屬于已分化的細胞，只是分化程度不高，仍保留分裂和分化實力，B項錯誤。細胞分化的根本緣由是在個體發育的過程中，同一生物的不同細胞中遺傳信息的執行狀況不同，即基因的選擇性表達，C項正確。高度分化的植物細胞仍具有全能性，故通過植物組織培育技術可將離體的植物葉肉細胞培育成新的植株，D項正確。]2．下列有關細胞分化的敘述，錯誤的是()A．造血干細胞分化形成白細胞的過程是不行逆的B．分化后的不同組織細胞中蛋白質種類完全不同C．細胞分化有利于提高多細胞生物各種生理功能的效率D．老年人體內仍舊存在著具有分裂和分化實力的細胞B[細胞分化具有不行逆性；有些基因是各種細胞均表達的，這些基因的表達產物通常用以維持細胞正常的生命活動，而有些基因則是選擇性表達的，表達產物使細胞結構和功能特化，因此分化后不同組織細胞中蛋白質種類不完全相同；細胞分化使各種細胞具備特定的功能，使得機體內可以同時進行多項生理活動，而不相互干擾，這樣有利于提高各種生理功能的效率；多細胞生物個體蒼老與細胞蒼老并不是完全同步的，老人體內也有諸如造血干細胞之類的具分裂、分化實力的細胞。]考法2考查細胞的全能性3．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．玉米種子萌發長成新植株能體現細胞全能性D．造血干細胞形成各種血細胞能體現細胞全能性A[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，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育為完整個體的潛能；玉米種子萌發長成新植株是正常發育的結果，不能體現細胞的全能性；造血干細胞形成各種血細胞，沒有形成完整的個體，該過程不能體現細胞全能性。]4．在下列實例中，能說明“動物細胞具有全能性”的是()A．壁虎斷尾后重新長出尾部B．蜜蜂未受精的卵細胞發育成雄蜂C．用體外培育的皮膚治療燒傷病人D．小鼠肝臟細胞的自我復制B[細胞全能性是指高度分化的細胞仍具有發育成完整個體的潛能，只有離體的單個細胞發育成完整的動物體才可體現出動物細胞的全能性，蜜蜂未受精的卵細胞發育成雄蜂說明卵細胞具有全能性；A、C、D項中細胞均未發育成完整個體，不能體現細胞的全能性。]考點二|細胞的蒼老、凋亡和癌變1．細胞蒼老(1)個體蒼老與細胞蒼老的關系(2)細胞蒼老的特征①代謝變更②細胞核體積增大，染色質收縮，核膜向內折疊。(3)細胞蒼老的假說①自由基假說：細胞代謝中產生的自由基會攻擊生物膜、DNA和蛋白質等，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)緣由：多基因嚴格限制。(3)類型eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(個體發育中細胞的自動死亡,成熟個體中細胞的自然更新,被病原體感染的細胞的清除))(4)意義eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(保證多細胞生物體完成正常發育,維持內部環境的穩定,抵擋外界各種因素的干擾))eq\a\vs4\al([拓展延長]細胞凋亡和細胞壞死的區分)eq1.從方式看\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))eq2.從結果看\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))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，細胞中遺傳物質發生變更，就變成不受機體限制的、連續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(3)癌變機理①致癌因子的類型(連線)類型實例Ⅰ.物理致癌因子 a．肝炎病毒等Ⅱ.化學致癌因子 b．X射線、紫外線等Ⅲ.病毒致癌因子 c．亞硝胺、黃曲霉素等提示：Ⅰ—bⅡ—cⅢ—a②原癌基因和抑癌基因a．原癌基因：主要負責調整細胞周期，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。③癌癥的發生不是單一基因突變的結果，至少在一個細胞中發生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。eq\a\vs4\al([推斷與表述])1．推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)細胞的蒼老和凋亡是生物體異樣的生命活動。(×)提示：細胞的蒼老和凋亡是正常生命活動。(2)細胞普遍蒼老會導致個體蒼老。(√)(3)蒼老細胞內染色質固縮影響DNA復制和轉錄。(√)(4)細胞凋亡是各種不利因素引起的細胞死亡。(×)提示：細胞凋亡是基因限制的。(5)細胞凋亡受基因調控，不利于個體生長發育。(×)提示：細胞凋亡對個體的生長發育是有利的。(6)原癌基因或抑癌基因發生多次變異累積可導致癌癥，因此癌癥可遺傳。(×)提示：體細胞中發生的癌變不能遺傳給后代。(7)原癌基因的主要功能是阻擋細胞發生異樣增殖。(×)提示：原癌基因的功能是調控正常的細胞周期。(8)細胞癌變導致細胞黏著性降低，易分散和轉移。(√)2．思索回答(規范表述)(1)如何區分細胞凋亡與細胞壞死？提示：細胞凋亡是由基因所確定的細胞自動結束生命的過程，也稱細胞編程性死亡，對生物體是有利的。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，不受基因限制，對生物體是有害的。(2)原癌基因和抑癌基因只存在于癌細胞中嗎？提示：原癌基因和抑癌基因普遍存在于全部體細胞中，并非只存在于癌細胞中，只不過在癌細胞中兩種基因已發生突變。細胞分化、蒼老、凋亡、壞死與癌變的比較實質遺傳物質的變更結果對機體的影響細胞分化基因的選擇性表達遺傳物質不發生變更形成不同組織、器官有利細胞蒼老內因和外因共同作用的結果遺傳物質可能發生變更細胞走向死亡有利細胞凋亡由遺傳機制確定的程序性調控遺傳物質不發生變更細胞走向死亡有利細胞壞死電、熱、冷、機械等不利因素引起的，不受基因限制遺傳物質不發生變更細胞走向死亡，同時損害四周細胞，引發炎癥等有害細胞癌變物理、化學和病毒致癌因子影響下，原癌基因和抑癌基因發生突變遺傳物質發生變更形成無限增殖的癌細胞引發惡性腫瘤有害考法1考查細胞的蒼老和凋亡1．(2024·海南高考)下列關于人體細胞的敘述，錯誤的是()A．人的正常體細胞的分裂次數是有限的B．自由基攻擊蛋白質可以引起細胞蒼老C．細胞中蒼老的線粒體可被溶酶體分解清除D．蒼老細胞代謝速率加快是細胞內水分削減引起的D[人的正常體細胞最大分裂次數為50次，A項正確；自由基攻擊蛋白質可引起細胞蒼老，B項正確；細胞中蒼老的細胞器會被溶酶體清除，C項正確；蒼老細胞代謝速率減慢，D項錯誤。]2．下列關于細胞凋亡和細胞壞死的敘述中，錯誤的是()A．細胞凋亡是一種自然的生理過程B．細胞壞死是一種病理性變更C．蝌蚪尾的消逝，是由基因確定的細胞自動結束生命的過程D．被病原體感染的細胞的清除是通過細胞壞死完成的D[細胞凋亡為細胞編程性死亡，是由基因確定的細胞自動結束生命的過程，是一種自然的生理過程；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或死亡，是一種病理性過程；蝌蚪尾的消逝是通過尾部細胞凋亡實現的；被病原體感染的細胞的清除是通過細胞凋亡完成的。]考法2考查細胞癌變及與人體健康的關系3．(2024·全國卷Ⅱ)在致癌因子的作用下，正常動物細胞可轉變為癌細胞，有關癌細胞特點的敘述錯誤的是()A．細胞中可能發生單一基因突變，細胞間黏著性增加B．細胞中可能發生多個基因突變，細胞的形態發生變更C．細胞中的染色體可能受到損傷，細胞的增殖失去限制D．細胞中遺傳物質可能受到損傷，細胞表面的糖蛋白削減A[依據大量的病例分析，癌癥的發生并不是單一基因突變的結果，至少在一個細胞中發生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。癌細胞的形態結構發生顯著變更，細胞中可能發生多個基因突變，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。]4．(2024·浙江高考改編)下列關于細胞癌變及癌細胞的敘述，正確的是()A．癌細胞的分裂失去限制，但其增殖是有限的B．癌細胞表面糖蛋白的增加，使其易擴散轉移C．有些物理射線可誘發基因突變，導致細胞癌變D．癌變是細胞異樣分化的結果，此分化大多可逆C[癌細胞是由正常細胞轉化而來的，最重要的特點是有無限增殖的實力，A錯誤。癌細胞表面的糖蛋白很少或缺失，所以癌細胞簡單在組織間轉移，B錯誤。正常細胞發生突變而成為癌細胞的過程稱為癌變，細胞的癌變可看作是細胞異樣分化的結果，正常狀況下，細胞分化是不行逆的，D錯誤。]考法3細胞生命歷程的綜合考查5．(2024·江蘇高考改編)人體骨髓中存在少量屬于多能干細胞的間充質干細胞(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D[組織細胞中的DNA與MSC細胞中的DNA相同，但是RNA不同，A錯誤；組織細胞是MSC細胞增殖分化形成的，因此組織細胞比MSC細胞更簡單蒼老，B錯誤；當MSC中的基因都不能表達時，說明該細胞早就已經起先凋亡了，C錯誤；不同誘導因素能夠使MSC分化形成不同類型的細胞，D正確。]6．(2024·菏澤期中)下列有關細胞生命歷程的敘述，錯誤的是()A．物質運輸效率隨細胞的生長而降低B．造血干細胞形成紅細胞屬于細胞分化C．癌細胞中的抑癌基因的生理功能為調整細胞周期，限制細胞生長和分裂的進程D．細胞凋亡有利于個體的生長發育C[細胞的生長使細胞的體積增大，表面積與體積之比即相對表面積下降，物質交換效率降低，A正確；造血干細胞增殖后，可分化形成紅細胞、B細胞、T細胞等細胞，B正確；正常細胞中存在著原癌基因和抑癌基因，原癌基因的生理功能為調整細胞周期，限制細胞生長和分裂的進程，C錯誤；細胞凋亡是細胞在基因的限制下主動結束生命的過程，對于多細胞生物體完成正常發育具有重要意義，有利于個體的生長發育和穩態的維持，D正確。]真題體驗|感悟高考淬煉考能1．(2024·全國卷Ⅲ)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、內質網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