江苏高三生物一轮复习：细胞的分化、衰老和死亡（导学案）

第20讲细胞的分化、衰老和死亡

【课标要求】1.说明在个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化，形成了复

杂的多细胞生物体；2.描述在正常情况下，细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程。

考点1细胞的分化与细胞的全能性

考点透析

知识I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

差星的过程。

解疑释惑

细胞分化的“变”与“不变”

2.特点

(I)普遍性:是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。

(2)持久性：细胞分化贯穿于整个生命过程中，且在胚胎时期达到最大限度。

(3)稳定性:一般分化后的细胞会一直保持分化后的状态。

3.意义

(I)多细胞生物只有通过细胞分化才能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官，所以说细胞分化

是个体发育的基础。

(2)使多细胞生物体物细胞趋向专门化,有利于提高生物体各种生理功能的效率。

4.实质：基因的选择性表达。

解疑释惑

(1)细胞分裂是细胞分化的基础。一般情况下，细胞分化程度越高，细胞分裂的能力就越低。

(2)分化细胞表达的基因

①管家基因：所有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,其产物赋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)图示法理解基因选择性表达的内涵

[A]LB]ICJ[D][E]-*心肌细胞

A、D基因开启

因回©回回一神经细胞

C、D基因开启

因回©回回一唾液腺细胞

D、E基因开启

①如上图所示，经过有丝分裂、分化得到的心肌细胞、神经细胞和唾液腺细胞中所含遗传物质与亲代

细抱的相同(均用A、B、C、D、E代表)。分化时，心肌细胞中A、D基因处于活跃状态(能表达的状态)，

神经细胞中C3基因处于活跃状态，唾液腺细胞中D、E基因处于活跃状态。

②由于表达的基因不同，因比指导合成的蛋白质有差异,每种细胞中含有自身特有的蛋白质，如心肌

细泡中，A基因指导合成了肌动蛋白；唾液腺细胞中，E基因指导合成了唾液淀粉酶。A、(2和E_基因屈

于奢侈基因。

③各类细胞中D基因都表达了，这说明D基因指导合成的蛋白质可能是细胞基础生命活动所必需的,

如与呼吸作用有关的酶。D基因属于管家基因。

知识2细胞的全能性

1.概念；细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。

2.表现及证明

(1)高度分化的植物细胞具有全能性。证明：植物组织培养。

(2)已分化的动物体细胞的细斑核具有全能性。证明：动物体细胞核移植(动物克隆)。

3.原因：细胞内含有形成完整个体所需的全套遗传信息。

深度指津

「条件：邕整、适宜营养、激素等

「受精卵〉生殖细胞〉体细胞

细胞全能性的表达＜植物细胞〉动物细胞

细胞全能性的高低〈

一般分化程度低的细胞,分化

I程度面的细胞

注：分化程度高的细胞全能性不一定低，如生殖细胞——卵细胞、精子，属于高度分化的细胞，但全

能性依然较高。

4.干细胞

(1)概念：动物和人体内仍保留着的少数具有分裂和分化能力的细胞。

(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式各样的组织

功能可以分化成备种组织和器官具有分化成特定功能细胞的能力

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

深度指津

并非所有干细胞都要发生分化。干细胞分裂后一部分细胞发生分化，成为具有特定功能的组织细胞;

还有一部分保持分裂能力,用于干细胞本身的自我更新。

思辨小练

1.判断下列说法的正误:

（1）细胞分化普遍发生在单细胞生物和多细胞生物个体中。（X）

提示：细胞分化发生在多细胞生物个体中。

（2）同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同。（X）

（3）造血干细胞分化出各种血细胞体现了细胞的全能性。（X）

（4）分化后的细胞保持稳定，不再进行分裂了。（X）

提示：分化的细胞可能会进行分裂，如B细胞接受抗原刺激后仍可再分裂。

（5）雌蜂未受精的卵细胞发育成雄蜂证明了动物生殖细胞具有全能性。（J）

2.连线：

［依据原理或过程

①花粉培养成单倍体植株、产.动物体细胞的细胞核具有

X全能性

②克隆羊“多莉”的培养/'b.植物细胞具有全能性

③植物导管组织的形成、/C.细胞的有丝分裂

④受精卵发育成个体上\d.细胞的分化

典题说法

考向I细胞的分化

即1（2024・安徽卷）在多细胞生物体的发育过程中，细胞的分化及其方向是由细胞内外信号分子共同决

定的，某信号分子诱导细胞分化的部分应答通路如图。下列叙述正确的是（D）

信我

《酷联

细胞外2f:受体

S£：K7T

疝脚ArpA\H（g>

由绊京白应答蛋白

激海区域舞盟）（有活性）

（无活性）

A.细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞内的相应受体

B.酶联受体是细胞（质）膜上的蛋白质，具有识别、运输和催化作用

C.ATP水解释放的磷酸分子与靶蛋白结合，使其磷酸化而有活性

D.活化的应答蛋白通过影响基因的表达，最终引起细胞定向分化

【解析】由题图可知，细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞外侧的酶联受体，A错误；酶联受

体位于细胞（质）膜上，化学本质是蛋白质，能识别相应的信号分子，磷酸化的酶联受体具有催化作用，但

不具有运输作用，B错误；ATP水解释放的磷酸基团与靶蛋白结合，使其磷酸化而有活性，C错误；信号

分子经一系列传递，活化了应答蛋白（靶蛋白），影响特定基因的表达，最终引起细胞定向分化，D正确。

度式（2024.浙江6月卷）同一个体的肝细胞和上皮细胞都会表达一些组织特异性的蛋白质.下列叙述错

误的是（A）

A.肝细胞和上皮细胞没有相同的蛋白质

B.肝细胞和上皮细胞所含遗传信息相同

C.肝细胞的形成是细胞分裂、分化的结果

D.上皮细胞的形成与基因选择性表达有关

【解析】肝细胞和上皮细胞有相同的蛋白质，如呼吸酶，A错误。

考向2细胞的全能性

即2(2021•浙江6月卷)将蝌蚪物细胞的细胞核移植到去核的蛙卵中，形成重建的“合子”。有些“合

子”发育成正常的蝌蚪，而单独培养肠细胞却不能发育成蝌蚪。下列叙述错误的是(B)

A.肠细胞不能表达全能性是受某些物质的限制

B.“合子”第一次分裂后形成的细胞已失去全能性

C.“合子”发育成正常蝌蚪的过程中伴随着细胞分化

D.细胞核具有全能性是由于其含有该物种的全套基因

【解析】动物细胞经过多次分裂后，细胞质的成分已经发生改变，原本能激发细胞全能性的物质已经

消失，故肠细胞不能表达全能性是受到了细胞内物质的限制，A正确；“合子”第一次分裂后形成的细胞

仍具有全能性，B错误；“合子”发育成正常蝌蚪个体的过程中，需要通过细胞分裂增加细胞的数量，通

过涮胞分化增加细胞的种类，C正确：虽然细胞经过多次分裂失去了激发全能性的物质，但细胞核仍含有

该物种的全套基因，故动物细胞核具有全能性，D正确。

考点2细胞的衰老

考点透析

i.细胞衰老的特征

(।)衰老细胞的主要特征

，细胞膜细胞膜通透件改变,使物质运输功

C的变化能降低

细

胞细胞核细胞核的体积增大,核膜内折.染

衰的变化色质收缩、染色加深一

老

的

特细胞内的水分减少,细胞芸缩，

征体积变小

细胞代谢细胞内多种优的活性降低,呼吸

的变化速率减慢，新陈代谢短率;点.慢

细胞内的色素逐渐积累,妨碍细

胞内物质的交流和传递

(2)衰老细胞会影响个体的表现，如外貌上:

当年人笑毛囊中的黑色素细胞衰老一酪氨酸悔活

发变白,性降低T黑色素合成减少

皮肤细胞内色素积累，主要是脂羯索的

，老年班二

堆积

2.细胞衰老的原因

(I)自由基学说

辐射、在害物质的入侵和细胞内的融化反应等

产生］

异常活泼的带电分子或基团

攻击|破广;黑为子一生物膜损伤

生物分子裨-

DNA—可能引起基A突变

1-蛋白质一活性下降一细胞衰老

(2)端粒学说

①端粒：染色体两端的一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体。

②机理：端粒会随细胞分裂次数的增加而被“截短”，进而损伤端粒内侧正常基因的DNA序歹IJ,使

细胞活动趋向异常。

3.细胞衰老的意义

细胞衰老是人体内发生的正童生命现象，正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。

深度指津

端粒与端粒能

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'

末湍时，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，称为端粒酹，它能够以白身含有的RNA为模板,

逆转录出端粒DNA,从而避免端粒的缩短.大多数F常细胞中端粕酶的活件很低，无法有效;也延长端粒「

若使癌细胞中的端粒酶宏适，能够导致癌细胞增殖停滞，引发癌细胞的衰老。

思辨小练

1.判断下列说法的正误：

(1)对于草履虫来说，细胞的衰老意味着个体的衰老。(J)

(2)生物体都存在细胞衰老的现象。(V)

(3)衰老细胞内自由水含量不变，结合水含量减少。(X)

提示：衰老细胞内自由水含量,减少。

(4)皮肤上的“老年斑”是细胞凋亡的产物。(X)

提示：皮肤上的“老年斑”是细胞衰老的产物。

(5)幼年的个体不存在细胞衰老。(X)

2.衰老细胞内DNA复制和转录都会受到影响，原因是染色质收缩，DNA不能解旋。

典题说法

考向细胞的衰老特征及原因

血(2024•湖南卷)部分肺纤维化患者的肺泡上皮细胞容易受损衰老。下列叙述错误的是(。

A.患者肺泡上皮细胞染色体端粒可能异常缩短

B.患者肺泡上皮细胞可能出现DNA损伤积累

C.患者肺泡上皮细胞线粒体功能可能增强

D.患者肺泡上皮细胞中自由基可能增加

【解析】根据端粒学说，染色体中端粒缩短，会造成端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤，细胞

活动渐趋异常，导致细胞衰老，A、B正确：衰老细胞的呼吸速率减慢，表明其线粒体功能可能减弱，C

错误；根据臼由基学说，细胞代谢产生的自由基会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子，引起

细胞衰老，D正确。

度式（2024.河北卷）核DNA受到损伤时ATM蛋白与受损部位结合，被激活后参与DNA修复，同时可

诱导抗氧化酶基因H的表达。下列分析错误的是（D）

A.细胞在修复受损的DNA时，抗氧化能力也会提高

B.ATM在细胞质合成和加工后，经核孔进入细胞核发挥作用

C.H蛋白可减缓氧化产生的自由基导致的细胞衰老

D.A7M基因表达增强的个体受辐射后更易患癌

【解析】当核DNA受到损伤时，ATM蛋白与受损部位结合，可诱导抗氧化酶基因H的表达，即提高

了其抗氧化能力，A正确；ATM属于胞内蛋白，在细胞质合成、加工后，经核孔进入细胞核发挥作用，B

正确；H蛋白是抗氧化能基因H表达的产物，可以减缓氧化过程中所产生的自由基导致的细胞衰老，C正

确；核DNA受到损伤时，ATM蛋白与受损部位结合，被激活后参与DNA修复，所以4力W基因表达增强

的个体受辐射后不易患癌，D错误。

考点3细胞的死亡

考点透析

知识1细胞凋亡

概念由①基里所决定的细胞自动结束

一生命的过程

(

细［个体发育中细胞的②程序性死亡

胞举-成热生物体中细胞的③自然更新

凋

亡

).被病原体感染的细胞的④H遂

完成正常的发育

意义

维持内部环境的稳定

（多细胞生物体）

.抵御外界各种因素的干扰

知识2细胞坏死

不利因素下的病理性刺激,导致的细胞代谢受损或中断而引起的细胞损伤和死亡。

知识3细胞自噬

在一定条件下.细胞会将受损或功能

L退化的细胞结狗等.通过泮佛体降解

后再利用.这就是细胞自啤

一受损或功能退化的细胞结构等

在管养缺乏条件卜..抉得维持生存所

/需的物底和能过

jjh细胞受到损伤或衰老时而除受损或

（jf费老的细胞翳

\微生物入侵时,清除感染的徽生物

,和毒泰

归纳总结

细胞衰老、凋亡和坏死的比较

项目细胞衰老细胞凋亡细胞坏死

与基因的关系与基因表达有关受基因控制与基因表达有关

细胞膜的变化皱缩内陷破裂

形态变化细胞萎缩形成凋亡小体外形不规则变化

对机体的影响有利有利有害

思辨小练

1.判断下列说法的正误：

（I）凋亡细胞内所有的的活性均降低。（X）

提示：凋亡细胞内部分水解能活性较高，使细胞解体。

（2）细胞凋亡不出现在胚胎发育过程中。（X）

（3）激活的细胞毒性T细胞裂解含有病毒的靶细胞的过程属于细胞坏死。（X）

（4）蝌蚪尾的消失、被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡。（J）

2.自噬体内的物质被水解后，其产物可以被细胞重新利用。由此推测，当细胞养分不足时，细胞自

噬作用会增强（填"增强”“不变”或''减弱”）。随着年龄增长，肌肉细胞的自噬作用减弱（填“增

强”“不变”或“减弱”），使肌肉细胞衰老、凋亡，肌肉功能下降。

典题说法

考向1细胞的死亡

即1（2024・甘肃卷）某研究团队发现，小鼠在禁食一定时间后，细胞自噬相关蛋白被募集到脂质小滴上

形成自噬体，随后与溶酶体融合形成自噬溶陋体，最终脂质小滴在溶酶体内被降解。关于细胞自噬，下列

叙述错误的是（C）

A.饥饿状态卜.自噬参与了细胞内的脂质代谢，使细胞获得所需的物质和能量

B.当细胞长时间处在饥饿状态时，过度活跃的细胞自噬可能会引起细胞凋亡

C.溶酶体内合成的多种水解酶参与了细胞自噬过程

D.细胞自噬是细胞受环境因素刺激后的应激性反应

【解析】小鼠在禁食一定时间后，细胞自噬相关蛋白被募矣到脂质小滴上形成自噬体，随后与溶酶体

融合形成自噬溶酶体，最终脂质小滴在溶酶体内被降解，所以在饥饿状态下自噬参与了细胞内的脂质代谢，

使细胞获得所需的物质和能量，来支持基本的生命活动，A正确；细胞长时间处在饥饿状态时，细胞可能

无法获得足够的能量和营养素，细胞自噬会过度活跃，导致细胞功能紊乱，可能会引起细胞凋亡，B正确;

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，在溶酶体内发挥作用，参与了细胞自噬过程，

C错误：细胞自噬是细胞感应外部环境刺激后表现出的适应性行为，以维持细胞内部环境的稳定，D正确。

考向2细胞生命历程综合

即2（2024•贵州卷）蝌蚪长出四肢，尾巴消失，发育成蛙。下列叙述正确的是（B）

A.四肢细胞分裂时会发生同源染色体分离

B.