第14讲细胞的分化衰老和死亡（原卷版）

第14讲细胞的分化、衰老和死亡（知识清单）学习导航站知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点考点1细胞的分化与全能性★★★☆☆考点2细胞的衰老★★☆☆☆考点3细胞的死亡★★★☆☆陷阱预警台：识别高频错误，提供防错策略（2大陷阱规避）素养加油站：前沿科研成果或热点问题分析真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯

考点1细胞的分化与全能性★★★☆☆1.细胞的分化（1）概念：在个体发育中，由增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生的过程。（2）结果：形成具有特定形态、结构和功能的。（3）特点：。（4）实质：在个体发育过程中，不同种类的细胞中，即基因的。（5）意义①是生物的基础。②使多细胞生物体中的细胞趋向，有利于提高生物体各种的效率。（6）细胞分化和细胞分裂的不同点和联系比较项细胞分裂细胞分化细胞数量增加不变细胞形态、结构相同不同遗传物质种类相同相同蛋白质种类相同不同联系分裂是分化的基础，共同完成个体发育过程特别提醒1.细胞分化程度越高，细胞分裂的能力一般就越低。2.分化的细胞不一定不再进行分裂，如B淋巴细胞，接受抗原和细胞因子等刺激后仍可再分裂。2.细胞的全能性（1）概念：细胞经分裂和分化后，仍具有的潜能和特性。（2）原因：生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的，都有发育成为完整个体所必需的。（3）全能性强弱的比较（特殊情况除外）①植物细胞＞动物细胞②＞生殖细胞（精子、卵细胞）＞幼嫩的细胞＞衰老的细胞③分化程度的体细胞＞分化程度的体细胞④细胞分裂能力的体细胞＞细胞分裂能力的体细胞（4）植物细胞全能性表达的条件：①（必要条件）；②一定的营养物质（水、无机盐、维生素、氨基酸等）；③（细胞分裂素、生长素）；④适宜的条件（适宜的温度、pH等）。（5）实例eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(植物组,织培养)―→\a\vs4\al(植物\x()细胞具有全能性),\a\vs4\al(动物,克隆)―→\a\vs4\al(动物\x()细胞核具有全能性)))特别提醒分化程度高的细胞其全能性不一定低。一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达，但花粉、卵细胞的分化程度较高，其全能性也较高。3.干细胞（1）概念：动物和人体内仍保留着少数具有能力的细胞，这些细胞叫作干细胞。（2）类型：对哺乳动物来说，干细胞分为两大类：干细胞与干细胞。【教材拾遗】（必修1P121与社会的联系）可以利用干细胞培养组织、器官来修复受到损伤的组织、器官是因为干细胞具有分裂、分化的能力，可培养出组织或器官。考点2细胞的衰老★★★☆☆1.细胞衰老的特征（1）形态结构方面①细胞：萎缩，体积变小。②细胞膜：通透性改变，使物质运输功能。③细胞核：体积，核膜内折，染色质、染色。（2）细胞内的物质方面①水：水分，细胞新陈代谢的速率。②酶：多种酶的活性，呼吸速率减慢，新陈代谢速率。③色素：细胞内的色素逐渐，妨碍细胞内物质的。2.细胞衰老的原因：对于细胞衰老的原因提出了很多假说，目前为大家普遍接受的是学说。（1）自由基学说①概念：异常活泼的带电分子或基团。②特点：含有未配对，表现出的反应活性。③产生原因：1）细胞内不断进行的各种中容易产生。2）辐射以及有害物质入侵，刺激产生。④危害：1）攻击生物膜的组成成分磷脂分子时，产物同样是，这些新产生的又会去攻击别的分子，由此引发的反应，对生物膜损伤较大。2）攻击DNA，引起。3）攻击蛋白质，使其活性下降，导致。（2）端粒学说①端粒：染色体两端的一段特殊序列的。②机理：端粒会随细胞分裂次数的增加而被“截短”，进而损伤端粒内侧，使细胞活动趋向异常。3.细胞衰老与个体衰老的关系（1）单细胞生物：细胞的衰老或死亡就是的衰老或死亡。（2）多细胞生物：细胞的衰老和死亡与个体的衰老和死亡一回事；从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞的过程。4.细胞衰老的意义细胞衰老是人体内发生的正常生命现象，正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。考点3细胞的死亡★★★☆☆1.细胞凋亡（1）概念：由所决定的细胞的过程。由于细胞凋亡受到严格的由决定的程序性调控，所以它是一种程序性死亡。（2）类型①个体发育中细胞的程序性死亡，如蝌蚪尾的消失。②成熟生物体中细胞的，如红细胞的更新。③某些的细胞的清除，如白细胞因吞噬过多的细菌而死亡。（3）意义①完成正常的，如胎儿手的发育。②维持的稳定，如红细胞的更新。③抵御外界各种因素的，如吞噬细胞清除病原体。2.细胞坏死：在种种因素影响下，如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下，由细胞正常受损或中断引起的。3.细胞凋亡、坏死的比较项目细胞凋亡细胞坏死过程特点生理过程，为正常死亡的过程病理性过程是否受基因控制是否影响因素受遗传机制决定的程序性调控极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激炎症反应不引起炎症引起周围炎症反应对机体是否有利是否4.细胞自噬（1）概念：在一定条件下，细胞会将的细胞结构等，通过降解后再利用，这就是细胞自噬。（2）意义①处于条件下的细胞，通过细胞自噬可以获得维持生存所需的。②在细胞受到损伤、微生物入侵或细胞衰老时，通过细胞自噬，可以清除受损或衰老的，以及感染的，从而维持细胞的稳定。③有些激烈的细胞自噬，可能诱导。④细胞自噬机制的研究对许多疾病的防治有重要意义。【教材拾遗】（必修1P126正文）人胚胎时期尾的消失、人类指间细胞的自动死亡，这些细胞凋亡现象与细胞中的细胞器溶酶体有直接关系，因为溶酶体内有多种水解酶，能够分解凋亡细胞内各种物质与结构。特别提醒注意区分与病原体感染有关的细胞死亡的不同情况：若是被病原体感染而死亡，则属于细胞坏死；若感染后被机体免疫系统清除，则属于细胞凋亡。陷阱1细胞的分化和全能性的几点易错点易错表现正确理解认为蝌蚪发育成蛙是遗传物质改变的结果蝌蚪发育成蛙是细胞分裂和分化的结果，遗传物质未发生改变认为肝细胞和上皮细胞没有相同的蛋白质肝细胞和上皮细胞有相同的蛋白质，如呼吸酶认为卵圆细胞能形成新的肝细胞，证明其具有全能性卵圆细胞能形成新的肝细胞，但未证明其能产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，故不能证明其具有全能性认为细胞分化只发生在胚胎发育阶段细胞分化发生在个体发育的任何阶段认为胚胎干细胞为未分化细胞，不进行基因选择性表达胚胎干细胞也进行基因选择性表达认为造血干细胞是胚胎发育过程中未分化的细胞造血干细胞是已分化的细胞，但仍能继续分化形成各种血细胞认为高度分化的细胞执行特定的功能，不能再分裂增殖有些高度分化的细胞能再分裂增殖，如肝细胞、记忆细胞陷阱2细胞衰老和死亡的几点易错点易错表现正确理解认为溶酶体内合成的多种水解酶参与了细胞自噬过程溶酶体内水解酶的化学本质是蛋白质，其合成场所是核糖体认为抑制细胞端粒酶的活性有助于延缓细胞衰老提高端粒酶活性有助于延缓细胞衰老认为人体各组织细胞的衰老总是同步的人体各组织细胞的衰老通常是不同步的认为细胞凋亡过程中不需要新合成蛋白质细胞凋亡过程中与凋亡有关的基因需要表达，即有相应蛋白质的合成认为清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象某些被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡端粒与端粒酶真核细胞DNA复制过程中存在所谓末端复制问题。由于DNA聚合酶不能从头合成子链，复制母链3′末端时，子链5′末端与之配对的RNA引物被切除后会产生末端缺失，导致子链的5′末端随着细胞分裂次数的增加而逐渐缩短，而端粒的存在使得染色体5′末端的缩短不会影响到编码区域。研究者发现了一系列端粒与细胞衰老和个体衰老相关的证据，包括体外培养的人体细胞的端粒长度随着分裂次数增加而不断缩短，年老个体细胞的端粒短于年轻个体等。能够持续增殖的干细胞以及癌细胞中存在一种酶，称为端粒酶，它能够以自身含有的RNA为模板，逆转录出端粒DNA，从而避免端粒的缩短。大多数正常细胞中端粒酶的活性很低，无法有效地延长端粒。若使癌细胞中的端粒酶失活，能够导致癌细胞增殖停滞，引发癌细胞的衰老。考点预测：1.端粒与端粒酶的结构与功能（1）端粒结构：染色体末端由TTAGGG重复序列（人类）和蛋白质组成的复合体，保护染色体免受降解和融合。（2）端粒酶组成：由RNA模板（TERC）、逆转录酶（TERT）和辅助蛋白构成，通过逆转录延长端粒。（3）功能对比：①端粒：缓冲染色体复制损耗，维持基因组稳定性。②端粒酶：在干细胞、生殖细胞和癌细胞中激活，补偿端粒缩短。2.端粒酶活性调控与疾病关联（1）癌症机制：85%以上癌细胞通过激活端粒酶维持无限增殖，如TERT启动子突变导致端粒酶异常表达。（2）衰老机制：正常体细胞端粒随分裂逐渐缩短，触发衰老信号（如p53通路）。（3）临床应用：①端粒酶抑制剂（如Rytelo）用于治疗骨髓增生异常综合征。②维生素D补充可减少端粒缩短，延缓衰老。1．（2025·湖南·高考真题）单一使用干扰素γ治疗肿瘤效果有限。降低线粒体蛋白V合成，不影响癌细胞凋亡，但同时加入干扰素γ能破坏线粒体膜结构，促进癌细胞凋亡。下列叙述错误的是（）A．癌细胞凋亡是由基因决定的B．蛋白V可能抑制干扰素γ诱发的癌细胞凋亡C．线粒体膜结构破坏后，其DNA可能会释放D．抑制蛋白V合成会减弱肿瘤治疗的效果2．（2025·甘肃·高考真题）绝大多数细胞在经历有限次数的分裂后不再具有增殖能力而进入衰老状态。癌细胞具有较高的端粒酶活性，能防止端粒缩短、体外培养时可无限增殖不衰老。关于细胞衰老，下列叙述错误的是（）A．衰老的细胞中细胞核形态异常，核质间的物质交换频率降低B．细胞产生的自由基可以通过攻击DNA和蛋白质引起细胞衰老C．体外培养癌细胞时，培养液中加入端粒酶抑制剂可诱导癌细胞衰老D．将衰老细胞与去细胞核的年轻细胞融合，获得的融合细胞可以增殖3．（2025·北京·高考真题）科学家对线虫进行诱变，发现C3基因功能缺失突变体中本应凋亡的细胞存活，C9基因功能缺失突变体中本不应凋亡的细胞发生凋亡。下列叙述错误的是（

）A．C3基因促进细胞凋亡 B．C9基因抑制细胞凋亡C．细胞凋亡不利于线虫发育 D．细胞凋亡受基因的调控4．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）细胞衰老表