2024年领军高考生物一轮复习专题11细胞的分化衰老和癌变含解析

PAGEPAGE1专题11细胞的分化、苍老和癌变【考纲解读】考点分布考纲要求备考指南1.细胞分化的实质2.细胞分化的意义3.细胞全能性的概念4.不同生物不同细胞全能性的大小5.细胞苍老的特征6.细胞凋亡的概念7.细胞凋亡的意义及与细胞坏死的区分8.癌细胞的主要特征9.致癌因素有哪些？1.细胞的分化（Ⅱ）。2.细胞的全能性（Ⅱ）。3.细胞的苍老和凋亡以及与人体健康的关系（Ⅱ）。4.癌细胞的主要特征及防治（Ⅱ）。理解并驾驭细胞分化、细胞全能性、细胞凋亡的概念。理解细胞分化的实质和意义。驾驭有苍老细胞的特征。理解驾驭癌细胞产生的缘由和特点。理解并能区分细胞凋亡和细胞坏死。【学问梳理】1．细胞分化（1）概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在_____________________发生稳定性差异的过程。（2）实质：在个体发育过程中，不同的细胞中_____________________不同（如图），即基因的_____________________。（3）特点①________性：是生物界普遍存在的生命现象。②________性：细胞分化贯穿于生物体的整个生命进程中，在________时期达到最大限度。③________性和________性：一般来说分化了的细胞将始终保持分化后的状态，直到死亡。（4）意义①是生物________的基础。②使细胞趋向________化，有利于提高各种________的效率。2．细胞的全能性（1）概念：已经分化的细胞，仍旧具有发育成________的潜能。（2）基础：每个细胞中都含有发育成生物体所须要的全套遗传信息。（3）动物细胞和植物细胞全能性的差异。①虽然已分化的动物细胞的________具有全能性，但分化的动物细胞全能性受到了限制，在肯定的条件下经过培育只能形成细胞群。②植物细胞在肯定的条件下经过培育可以形成植物体。（4）干细胞：动物和人体内少数具有________和________实力的细胞。3．细胞苍老（1）细胞苍老的特征①细胞内水分______，体积变______，新陈代谢速度______；②细胞内大多数酶的活性______；③细胞内的色素会______；④细胞内呼吸速度______，细胞核体积______，核膜内折，染色质收缩，颜色加深。⑤细胞膜通透性功能变更，使物质运输功能______。（2）细胞苍老的假说①________假说：细胞代谢中产生的自由基会攻击生物膜、DNA和蛋白质等，致使细胞苍老。②________假说：染色体两端的端粒会随着细胞分裂次数的增加而缩短，导致正常的DNA序列损伤，使细胞渐渐苍老。4．细胞的凋亡（1）概念：由_______所确定的细胞自动结束生命的过程，又称为细胞编程性死亡。（2）细胞凋亡的类型：_________________、细胞的自然更新、被_________感染的细胞的清除。5．细胞的癌变（1）癌细胞的概念：正常机体细胞在___________的作用下，细胞中___________发生变更，就变成不受机体限制的、连续进行分裂的___________细胞，这种细胞就是癌细胞。（2）癌细胞的特征：相宜条件下，能够__________；表面发生变更，细胞膜上________削减，使之简单_______和转移。癌细胞的_______发生显著变更。（3）癌变机理①致癌因子的类型：___________、___________、___________。②原癌基因和抑癌基因a．原癌基因：主要负责调整___________，限制细胞生长和分裂的进程。b．抑癌基因：主要是阻挡细胞___________。③癌症的发生不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生5～6个基因突变，才能导致细胞癌变，细胞癌变具有累积效应。【考点精讲】细胞的分化与全能性1．细胞分化（1）概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。（2）特点①普遍性：多细胞生物普遍具有。②长久性：贯穿于生物体整个生命进程中。③稳定性：已分化的细胞将始终保持分化后的状态，直至死亡。④不行逆性：一般来说，细胞只能从全能干细胞最终走向高度分化的体细胞，不能反向进行。（3）实质（如图所示）在个体发育过程中，不同细胞中遗传信息的执行状况不同，即基因的选择性表达。（4）意义eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①生物个体发育的基础,②使多细胞生物体中的细胞趋向特地化，有利于提高各种生理功能的效率))归纳总结细胞分化的三个关键点（1）细胞分化的标记①分子水平：合成了某种细胞特有的蛋白质，如唾液淀粉酶、胰岛素等。②细胞水平：形成不同种类的细胞。（2）分化细胞表达的基因①管家基因：全部细胞均表达的一类基因，其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。②奢侈基因：不同类型细胞特异性表达的一类基因，其产物给予不同细胞特异性的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。（3）细胞分化的“变”与“不变”①不变：DNA、tRNA、rRNA、细胞的数目。②变更：mRNA、蛋白质的种类，细胞的形态、结构和功能。2．细胞的全能性3.细胞分化与细胞的全能性的比较细胞分化细胞的全能性缘由基因选择性表达含有本物种全套遗传物质特点①普遍性②长久性③稳定性和不行逆性①高度分化的植物体细胞具有全能性②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、功能不同的细胞群形成新的个体大小比较细胞分化程度有凹凸之分，如体细胞>生殖细胞>受精卵细胞全能性表达的难易程度不同，如受精卵>生殖细胞>体细胞区分标记特定的细胞中基因进行了选择表达由已分化的细胞形成了新个体联系①两者的遗传物质都不发生变更②已分化的细胞仍旧保持全能性③一般状况下，分化程度越高，全能性相对越低4．干细胞（1）概念：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化实力的细胞，这些细胞叫做干细胞。（2）类型项目胚胎干细胞成体干细胞来源来自早期胚胎或原始性腺组织来自各种各样的组织功能可以分化成各种组织和器官具有分化成特定功能细胞的实力举例来自囊胚的内细胞团细胞骨髓干细胞、造血干细胞、神经干细胞典例1.（2024·海南高考）下列关于植物细胞的叙述，错误的是（）A．高度分化的成熟叶肉细胞不具备发育成完整植株的潜能B．植物细胞在有氧条件下的呼吸终产物与无氧条件下的不同C．种子胚根和胚芽中的全部细胞都是由受精卵分裂分化而来的D．叶肉细胞和根尖细胞在结构和功能上的差异是细胞分化的结果【答案】A【解析】高度分化的细胞含有该生物全套的遗传信息，具有发育的全能性，A项错误；植物细胞无氧条件下产生有氧条件下没有的产物酒精或乳酸，B项正确；种子中的胚由受精卵经有丝分裂、分化而来，C项正确；叶肉细胞和根尖细胞在结构和功能上的不同是细胞分化的结果，D项正确。典例2.ACC合成酶是植物体内乙烯合成的限速酶，下表是科学家以番茄ACC合成酶基因为探针，探讨番茄果实不同成熟阶段及不同组织中该基因的表达状况。下列分析正确的是（）果实成熟的不同阶段叶片雌蕊雄蕊根绿果变红桃红橙红亮红红透－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－＋－注：－表示该基因不表达，＋表示该基因表达，＋的数目越多表示表达水平越高。A．该基因的表达水平在不同的组织和果实成熟的不同阶段无差异B．橙红和亮红的果实细胞中该基因转录产物可能相对较多C．绿果、雌蕊、叶片和根中无该基因及其转录产物，体现了细胞的基因选择性表达D．果实中该基因表达水平高于叶片，说明前者的分化程度高于后者【答案】B【解析】依据表中信息可知，番茄的不同组织以及果实成熟的不同阶段ACC合成酶基因的表达水平存在明显差异，A错误；橙红和亮红的果实中，ACC合成酶基因表达水平最高，故其细胞中ACC合成酶基因的转录产物可能相对较多，B正确；番茄不同的组织和果实成熟的不同阶段该基因的表达水平不同，体现了不同细胞的基因选择性表达，而不是绿果、雌蕊、叶片和根无该基因，C错误；果实中该基因的表达水平高于叶片，说明该基因进行了选择性表达，但不能说明果实的分化程度高于叶片，D错误。【易错辨析】1．分化程度高的细胞其全能性不肯定低。一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达，但卵细胞的分化程度较高，其全能性也较高。2．细胞分化的推断依据：选择性表达的基因（奢侈基因）得以表达的细胞发生了分化，如胰岛素基因、血红蛋白基因表达出相应蛋白质可以证明细胞发生了分化。3．体现全能性的推断依据：起点是“已分化的细胞”，终点是发育成“完整个体”才是全能性的体现。细胞的苍老、凋亡与癌变1．细胞苍老（1）个体苍老与细胞苍老的关系（2）细胞苍老的特征①代谢变更②细胞核体积增大，染色质收缩，核膜向内折叠。（3）细胞苍老的假说①自由基假说：细胞代谢中产生的自由基会攻击生物膜、DNA和蛋白质，致使细胞苍老。②端粒假说：染色体两端的端粒会随着细胞分裂次数的增加而缩短，导致正常的DNA序列损伤，使细胞渐渐苍老。2．细胞的凋亡（1）概念：由基因所确定的细胞自动结束生命的过程，又称为细胞编程性死亡。（2）类型eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(个体发育中细胞的编程性死亡,成熟个体中细胞的自然更新,被病原体感染的细胞的清除))（3）意义eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(保证多细胞生物体完成正常发育,维持内部环境的稳定,抵挡外界各种因素的干扰))3．细胞的癌变（1）癌细胞的概念：正常机体细胞在致癌因子的作用下，细胞中遗传物质发生变更，就变成不受机体限制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。（2）癌细胞的特征①无限增殖。②形态结构发生显著变更，如癌变的成纤维细胞由扁平梭形变成球形。③细胞膜表面发生变更a．糖蛋白削减→黏着性降低→易于扩散和转移。b．甲胎蛋白、癌胚抗原等增多。④细胞的接触抑制丢失。（3）癌变机理①致癌因子的类型：物理致癌因子、化学致癌因子、病毒致癌因子。②原癌基因和抑癌基因a．原癌基因：主要负责调整细胞周期，限制细胞生长和分裂的进程。b．抑癌基因：主要是阻挡细胞不正常的增殖。③细胞癌变的机理：环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。④特点：癌症的发生不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生5～6个基因突变，才能导致细胞癌变，细胞癌变具有累积效应。4．细胞苍老、凋亡、坏死与癌变的比较项目实质结果遗传物质细胞苍老内因、外因共同作用细胞正常死亡不发生变更细胞凋亡由遗传机制确定的程序性调控自动结束生命的正常死亡细胞坏死受外界不利因素影响；不受基因限制细胞膜裂开，对四周细胞造成损害，引起发炎细胞癌变致癌因子诱发基因突变形成无限增殖的癌细胞发生变更特殊提示细胞生命历程中的三个“例外”（1）除细胞癌变发生了遗传信息变更外，细胞分裂、分化、苍老、凋亡均未变更遗传信息。（2）除细胞癌变与细胞坏死对生物体不利外，细胞分裂、分化、苍老、凋亡均对生物体有主动意义。（3）除细胞坏死外，细胞分裂、分化、苍老、凋亡、癌变均与基因有关，即受基因限制。典例1.（2024·菏泽期中）下列有关细胞生命历程的叙述，错误的是（）A．物质运输效率随细胞的生长而降低B．造血干细胞形成红细胞属于细胞分化C．癌细胞中的抑癌基因的生理功能为调整细胞周期，限制细胞生长和分裂的进程D．细胞凋亡有利于个体的生长发育【答案】C【解析】细胞的生长使细胞的体积增大，表面积与体积之比即相对表面积下降，物质交换效率降低，A正确；造血干细胞增殖后，可分化形成红细胞、B细胞、T细胞等细胞，B正确；正常细胞中存在着原癌基因和抑癌基因，原癌基因的生理功能为调整细胞周期，限制细胞生长和分裂的进程，C错误；细胞凋亡是细胞在基因的限制下主动结束生命的过程，对于多细胞生物体完成正常发育具有重要意义，有利于个体的生长发育和稳态的维持，D正确。【易错辨析】1．细胞苍老和凋亡对机体的正常发育都是有利的，细胞坏死对机体是有害的。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．不是只有癌细胞内才有原癌基因与抑癌基因，正常细胞中也存在原癌基因与抑癌基因。典例2.（2024·朝阳高三第一次模拟）2024年诺贝尔生理学或医学奖授予日本科学家大隅良典，以表彰他在细胞自噬机制方面的发觉。细胞自噬是真核生物中一些损坏的蛋白质或细胞器被双层膜结构的自噬小泡包袱后，送入溶酶体（人和动物）中进行降解并得以循环利用的过程。下列有关叙述错误的是（）A．溶酶体中的水解酶是核糖体合成的B．细胞自噬体现了生物膜的选择透过性C．受基因限制的细胞自噬过程对细胞自身是有利的D．溶酶体既能分解苍老、损伤的细胞器又有肯定的防卫作用【答案】B【解析】溶酶体中的水解酶的化学本质是蛋白质，是核糖体合成的，A正确；细胞自噬体现了生物膜的流淌性，B错误；受基因限制的细胞自噬过程对细胞自身是有利的，C正确；溶酶体含有多种水解酶，是细胞的“消化车间”，能分解苍老、损伤的细胞器，也能吞噬杀死侵入的细胞的病毒或病菌，具有肯定的防卫功能，D正确。【归纳总结】细胞凋亡和细胞坏死的区分（1）从方式看eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(主动结束生命活动⇒细胞凋亡,被动结束生命活动⇒细胞坏死))（2）从结果看eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(对生物体是有利的⇒细胞凋亡,对生物体是有害的⇒细胞坏死))【真题与模拟速递】1.（2024·全国卷Ⅱ）在细胞的生命历程中，会出现分裂、分化等现象。下列叙述错误的是（）A．细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献B．哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞C．细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果D．通过组织培育可将植物叶肉细胞培育成新的植株【答案】B【解析】有丝分裂使细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。可见细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有很大贡献，A项正确。哺乳动物的受精卵是未经分化的细胞，而哺乳动物的造血干细胞是由受精卵分化形成的，属于已分化的细胞，只是分化程度不高，仍保留分裂和分化实力，B项错误。细胞分化的根本缘由是在个体发育的过程中，同一生物的不同细胞中遗传信息的执行状况不同，即基因的选择性表达，C项正确。高度分化的植物细胞仍具有全能性，故通过植物组织培育技术可将离体的植物叶肉细胞培育成新的植株，D项正确。2.（2024·海南高考）下列关于人体细胞的叙述，错误的是（）A．人的正常体细胞的分裂次数是有限的B．自由基攻击蛋白质可以引起细胞苍老C．细胞中苍老的线粒体可被溶酶体分解清除D．苍老细胞代谢速率加快是细胞内水分削减引起的【答案】D【解析】人的正常体细胞最大分裂次数为50次，A项正确；自由基攻击蛋白质可引起细胞苍老，B项正确；细胞中苍老的细胞器会被溶酶体清除，C项正确；苍老细胞代谢速率减慢，D项错误。3.（2024·全国卷Ⅱ）在致癌因子的作用下，正常动物细胞可转变为癌细胞，有关癌细胞特点的叙述错误的是（）A．细胞中可能发生单一基因突变，细胞间黏着性增加B．细胞中可能发生多个基因突变，细胞的形态发生变更C．细胞中的染色体可能受到损伤，细胞的增殖失去限制D．细胞中遗传物质可能受到损伤，细胞表面的糖蛋白削减【答案】A【解析】依据大量的病例分析，癌症的发生并不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生5～6个基因突变，才能给予癌细胞全部的特征，这是一种累积效应；癌细胞中遗传物质可能受到损伤，细胞表面的糖蛋白削减使得癌细胞之间的黏着性显著降低，A项错误、D项正确。癌细胞的形态结构发生显著变更，细胞中可能发生多个基因突变，B项正确。癌细胞中的染色体可能受到损伤，癌细胞具有无限增殖实力，C项正确。4.（2024·全国卷Ⅲ）下列关于细胞的结构和生命活动的叙述，错误的是（）A．成熟个体中的细胞增殖过程不须要消耗能量B．细胞的核膜、内质网膜和细胞膜中都含有磷元素C．两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递D．哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程不行逆【答案】A【解析】细胞增殖过程涉及许多生物化学反应，某些过程如DNA的复制等都会消耗能量，A错误；生物膜的基本支架是磷脂双分子层，其中含有磷元素，B正确；相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递，如受精作用，C正确；在生物体内，细胞分化一般是不行逆的，D正确。5.（2024·全国卷Ⅲ）下列与细胞相关的叙述，错误的是（）A．动物体内的激素可以参加细胞间的信息传递B．叶肉细胞中光合作用的暗反应发生在叶绿体基质中C．癌细胞是动物体内具有自养实力并快速增殖的细胞D．细胞凋亡是由基因确定的细胞自动结束生命的过程【答案】C【解析】考查细胞间信息的沟通、光合作用、细胞癌变和细胞凋亡。A对：动物体内的激素可随血液循环到达相应的靶细胞，并与靶细胞表面的相应受体结合，将信息传递给靶细胞；B对：叶肉细胞中光合作用的暗反应发生在叶绿体基质中；C错：癌细胞可快速增殖，但其同化作用方式为异养，不具有自养实力；D对：细胞凋亡是由基因确定的细胞自动结束生命的过程，又称细胞编程性死亡。6.（2024·银川一中高三第三次模拟）探讨表明在利用抗癌剂杀死癌细胞的同时给试验鼠服用二甲双胍，可抑制试验鼠体内的乳腺癌细胞的扩散。下列相关叙述正确的是（）A．化疗是目前治疗癌症的唯一手段B．二甲双胍可能导致试验鼠体内细胞表面的糖蛋白削减C．原癌基因突变促使细胞癌变，抑癌基因突变抑制细胞癌变D．一只被切除胸腺的鼠与一只正常鼠患乳腺癌的概率不相等【答案】D【解析】目前治疗癌症可以采纳手术切除、放疗、化疗等手段，A项错误；癌细胞简单扩散的缘由是细胞表面糖蛋白削减，细胞之间的黏着性降低，二甲双胍可抑制试验鼠体内的乳腺癌细胞的扩散，说明二甲双胍可能导致试验鼠体内细胞表面的糖蛋白增加，B项错误；抑癌基因抑制细胞不正常的增殖，突变后易导致细胞癌变，C项错误；胸腺是T细胞发育的场所，细胞免疫主要是由T细胞来参加完成的，体内癌细胞的清除主要由细胞免疫完成，因此被切除胸腺的鼠与正常鼠患乳腺癌的概率不相等，D项正确。7.（2024·天津，6）在培育人食管癌细胞的试验中，加入青蒿琥酯（Art），随着其浓度上升，凋亡蛋白Q表达量增多，癌细胞凋亡率上升。下列叙述错误的是（）A．为初步了解Art对癌细胞的影响，可用显微镜视察癌细胞的形态变更B．在癌细胞培育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的比照试验D．用凋亡蛋白Q饲喂患癌小鼠，可确定该蛋白能否在动物体内诱导癌细胞凋亡【答案】D【解析】癌细胞的特点之一是细胞形态变更，A项正确；用放射性同位素标记Art，依据细胞内有无放射性可推断Art能否进入细胞，B项正确；为增加可信度或劝服力，试验须要设置比照，C项正确；凋亡蛋白Q饲喂后被消化，故无法确定该蛋白能否在动物体内诱导癌细胞凋亡，D项错误。8.（2024·佛山质检）下表中人体不同细胞的寿命和分裂实力不同，以下说法错误的是（）细胞种类小肠上皮细胞癌细胞红细胞白细胞寿命1～2天不死性120天5～7天能否分裂能能不能大多数不能A.白细胞的凋亡比红细胞快，这与白细胞吞噬病原体有关B．癌细胞的无限增殖是由正常基因突变为原癌基因引起的C．通常状况下，细胞的分化程度越高，细胞分裂实力越弱D．小肠上皮细胞寿命最短，这与基因限制的苍老和凋亡有关【答案】B【解析】细胞凋亡的速率与它们的功能有关系，白细胞能吞噬进入人体的细菌和病毒以及代谢产生的对人体有害的“异物”，吞噬后就死亡并被排出，所以其凋亡的速率很快，A正确；癌细胞的无限增殖是由原癌基因和抑癌基因发生突变引起的，B错误；通常状况下，细胞的分化程度越高，其全能性就越低，细胞分裂实力就越弱，C正确；人体不同组织的细胞寿命不同，是由遗传物质确定的，与基因限制的苍老和凋亡有关，D正确。9.(2024·江门高考模拟考试)科学家正探讨利用胚胎干细胞转变成胰岛B细胞来治疗糖尿病，请回答下列相关问题：（1）干细胞是指具有________________实力的细胞。（2）人体内胰岛素降低血糖的途径之一是通过促进葡萄糖转化为________________来实现的。科学家对胚胎干细胞进行处理后，分别培育在葡萄糖浓度不同的细胞培育液中，检测细胞胰岛素的分泌量，发觉高浓度葡萄糖组别分泌量更多，据此分析干细胞诱导________(填“胜利”或“失败”)。（3）若试验结果发觉某些低浓度葡萄糖组别能分泌较多的与血糖调整有关的另一种激素，则有可能是胚胎干细胞转变成________________细胞。【答案】(1)分裂和分化(2)脂肪和(某些)氨基酸胜利(3)胰岛A(或肾上腺细胞等)【解析】(1)干细胞是指具有分裂和分化实力的细胞。(2)人体内胰岛素降低血糖的途径之一是通过促进葡萄糖转化为脂肪和(某些)氨基酸来实现的。高浓度的血糖可促进胰岛B细胞分泌胰岛素；检测结果显示：高浓度葡萄糖组别的细胞，其胰岛素的分泌量更多，说明干细胞诱导胜利。(3)若试验结果发觉某些低浓度葡萄糖组别能分泌较多的与血糖调整有关的另一种激素，则有可能是胚胎干细胞转变成胰岛A细胞(或肾上腺细胞等)。10．（2