细胞的分化、衰老、凋亡与癌变-高考生物一轮复习讲义（人教版）解析版

[高中生物一轮复习教学讲义必修1]

第11讲细胞的分化、衰老、凋亡与癌变

考点一细胞的分化及全能性

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定性差异的过程。

(1)细胞分化的原因——基因的选择性表达

(2)细胞分化的结果：产生不同的组织和器官。

(3)特点

特点解释

发生在生物体的整个生命进程中，在胚胎时期达到最大

持久性

限度

相对稳定性一般来说，分化了的细胞，不会再演变成原始的细胞，

(不可逆性)将一直保持分化后的状态，直到死亡

遗传物质不变性分化后的细胞内遗传物质不发生改变

普遍性在生物界中普遍存在，是生物个体发育的基础

(4)细胞分化的意义：细胞分化是生物个体发育的基础：细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化,

有利于提高各种生理功能的效率。

一…一雇熹曲叔

①细胞分化必须建立在细胞分裂的基础上，即细胞分化是伴随着细胞分裂进行的，但分裂的细胞不一

定能分化。

②细胞分化程度越高，细胞分裂的能力就越低，如细胞分亿程度：体细胞〉生殖细胞〉受精卵；因此，

细晌的分裂能力是体细胞v牛殖细胞〈受精卵。

2.细胞的全能性：细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。

(1)植物细胞的全能性：

①高度分化的植物细胞仍然具有全能性，如胡萝卜根细胞匕以发育成完整的新植株。

②植物体细胞的全能性表达的条件：在离•体状态下，需要一定的物质条件(水、无机盐、有机营养和激

素等)，还需要适宜的外界环境条件(温度、pH等)。

③梢物细胞全能性的应用一一梢物组织培养技术。

(2)动物细胞核的全能性：高度分化的动物细胞，其全能性受到限制，但是，细胞核仍具有全能性。

①非洲爪蟾的核移植实验：将肠上皮细胞的核移植到去核的卵细胞中，结果获得了新个体。

②克隆羊多利的培育：将乳腺细胞的核移植到去核的卵细胞中。

③结论：己分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。

注意说明(I)全能性表达的标志：细胞形成了完整的个体。

(2)不同细胞全能性比较

①受精卵(全能性最高)〉生殖细胞(具有较高的全能性户干细胞,体细胞(全能性较低)。

②未分化或分化程度低的细胞〉分化程度高的体细胞。

③植物细胞的全能性大于动物细胞的全能性。

（3）细胞全能性与细胞的分裂能力呈正相关，即分裂能力越强，全能性越大。

（4）体细胞具有全能性的原因：一般已分化的细胞都有一整套和受精卵完全相同的遗传物质，因此，己

分化的细胞仍具有发育成完整新个体的潜能。

3.干细胞：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫作干细胞。机体内的

各种细胞、组织和器官都是由干细胞分化发育而来的。

（1）类型：干细胞分为全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞三类

名称特点实例

可分化成各种细胞，形成各种组

全能干细胞胚胎干细胞

织和器官最终发育成完整个体

可发育形成一种器官的各种组

多能干细胞造血干细胞

织，但不能发育成完整个体

专能干细胞只能分化成某一类型的细胞神经干细胞

干细胞分化成红细胞的过程：全能胚胎干细胞一多能骨髓造血干细胞-专能骨髓造血干细胞一红细胞。

（2）应用：医学上，干细胞的研究为器官移植提供了新的思路，为癌症、癫痈、糖尿病等疾病的根治带

来了希望。

3.细胞的分化和细胞的全能性的相互比较：一般来说，细胞全能性的高低和分化程度呈负相关，分化

程度越低，全能性越高，反之越低

考点二细胞的衰老、凋亡和癌变

一一如雨而袁荔：细藤君惑施访圣獭繇证季嬴装至豆薮花丽布「摄礴败缅丽花拓江

结构和功能发生变化。

（1）细胞衰老的特征

①水分减少一细胞娄缩，体积变小,

新陈代谢速率饿慢

②多种酶的活性隆低,如酪氨酸酸活

性降低一黑色素合成减少一头发变白

③细胞膜通透性改变.物质运输

功能降低

④细胞核体积增大,核腴内折.

染色质收缩、染色加深

⑤细胞内呼吸速率减慢

⑥细胞内色素积累,妨碍细胞内物

质的交流和传递,影响正常的生

理功能

记忆方法：一大（细胞核变大，染色质收缩，染色加深）；一多（细胞内色素逐渐积累、增多）；一少（细胞

内水分减少）；两低（细胞膜运输功能降低，有些酶的活性降低）；一慢（细胞代谢速率变慢）。

知识延伸：从人体衰老的表现其分析原因

个体衰老表

对应的细胞衰老原因

现

皮肤干燥、发

细胞内水分减少，细胞体积变小细胞萎缩。

皱

头发的颜色与黑色素有关，衰老细胞中酪氨酸能

头发变白

的活性降低，会导致黑色素的合成减少。

老年斑是细胞内的色素随着细胞衰老而逐渐积

老年斑

累造成的，主要是脂褐素的堆积。

无力细胞内呼吸速率减慢

吸收能力下

细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低

降

(2)细胞衰老的原因：20世纪90年代以来，关于细胞衰老机制的研究取得了重大进展。科学家提出了许

多假说，目前为大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。

2.细胞的凋亡：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，是由遗传机制决定的程序性调控，又被称

为细胞编程性死亡。

‘个体发育中细胞的编程性死亡

(1)类型成熟个体中细胞的自然更新

被病原体感染的细胞的清除

I

细胞凋亡的实例：①人在胚胎时期，要经历有尾的阶段，后来尾部细胞自动死亡，尾才消失。

②蝌蚪尾的消失，也是通过细胞自动死亡实现的。

③在胎儿手的发育过程中，五个手指最初是愈合在一起的，像一把铲子，后来随着指间的细胞自动死

亡，才发育为成形的手指。

‘保证多细胞生物体完成正常发育

(2)意义维持内部环境的稳定

抵御外界各种因素的干扰

I

3.细胞坏死：在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。

正常细胞也正常代谢活动F细胞损伤和死亡

过程：种种不利因索

4.癌细胞：在个体发育过程中，有的细胞受到致癌因子的作用，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机

体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。

(1)主要特征：能够无限增殖：形态结构发生显著变化：癌细胞的表面发生了变化。

(2)致癌因子：物理致癌因子(紫外线)：化学致癌因子(无机物如石棉等；有机物如黄曲霉素等)：病毒致

癌因子(Rous肉瘤病毒等)

(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。

注意说明：原癌基因、抑癌基因

原癌基因、抑癌基因存在于所有细胞中。其中原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进

程，抑癌基因则主要是阻止组织细胞不正常的增殖。癌症发生并不是单•基因突变的结果，而是原癌基因、!

抑癌基因等多个基因突变的结果。

5.细胞凋亡、衰老、癌变、坏死的区别和联系

(1)细胞凋亡、衰老、癌变、坏死的区别

实质特点结果与意义

①酶活性降低，呼吸速率减慢；

①生物体的绝大多数细胞都经历未

内因和外因共同作②细胞体积变小，线粒体减少；

细胞衰老分化一分化一衰老一死亡的过程；

用的结果③细胞核增大，核膜内折，染

②细胞衰老是时刻都在发生的

色质收缩、染色加深

①清除多余无用细胞；

受由遗传机制决定细胞膜内陷，细胞变圆，与周

细胞凋亡②清除完成使命的衰老细胞；

的程序性调控围细胞脱离

③清除体内异常细胞

电、热、冷、机械

细胞坏死等不利因素引起细胞膜破裂伤害周围细胞，引发炎症

的,不受基因控制

物理、化学和病毒①恶性增殖的“不死细胞”；

致癌因子影响下，②形状显著改变的“变态细

细胞癌变癌细胞出现并大量增殖

原癌基因和抑癌基胞”；

因发生突变③黏着性降低的“扩散细胞”

1.上海生命科学研究院成功诱导人成纤维细胞重编程为hiHep细胞。hiHep细胞具有肝细胞的许多功能。

下列相关叙述错误的是（）

A.人成纤维细胞重编程为hiH印细胞并未体现细胞的全能性

B.该项成果表明，对于分化了的细胞，其分化后的状态是可以改变的

C.人成纤维细胞与hiHep细胞内的核酸是完全一样的

D.hiHep细胞的诱导成功为人类重症肝病的治疗提供了可能性

I答案］C.［解析］要体现细胞的全能性需要发育成完整个体，A正确.该项成果表明，人成纤维细胞（即

分化了的细胞）还可以重新编程,B正确。人成纤维细胞与hiHep细胞内的核DNA完全相同，但其中的mRNA

不一定相同，C错误。hiHep细胞具有肝细胞的许多功能，因此可以为人类重症肝病的治疗提供可能，D

正确。

2.人体骨髓中存在少量属于多能干细胞的间充质干细胞（MSC）,如图为MSC分裂、分化成多种组织细胞的

示意图，下列叙述正确的是

A.组织细胞中的DNA和RNA与MSC中的相同

B.MSC不断增殖分化，所以比组织细胞更易衰老

C.MSC中的基因都不能表达时，该细胞开始凋亡

D.不同诱导因素使MSC分化形成不同类型的细胞腑肪细胞成纤维细胞肌细胞成骨细胞

［答案|D.［解析］本题考查细胞的分化、衰老和凋亡等知识。组织细胞是高度分化的细胞，由于分化的

实质是基因的选择性表达，所以通常干细胞与其分化成的组织细胞的DNA相同，而RNA不完全相同，A

错误；MSC属于干细胞，分化程度低，分裂能力强，而组织细胞是高度分化的细胞、成熟的细胞，所以组

织细胞更容易衰老，B错误；细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，细胞凋亡过程中与凋亡

相关的基因表达，C错误；在培养MSC（多能干细胞）时，向培养液中加入分化诱导因子，如牛磺酸、丁酰

环腺甘酸等化学物质时，可以诱导细胞向不同类型的组织细胞分化，D正确。

3.近年来，婴儿出生后都会保留脐带血，脐带血中含有干细胞，可通过诱导使其分化形成多种器官，用于

治疗个体生长发育过程中的一些难治之病，下列说法正确的是（）

A.人体内的干细胞可以分化为多种器官，各种器官中的细胞在人体内也可以分化为干细胞

B.干细胞有分裂、分化的能力，可无限增殖

C.干细胞分化成多种器官过程中，基因的表达情况相同

D.新生儿保留脐带血有可能解决器官移植所面临的器官短缺和免疫排斥问题

I答案1D.［解析］人体内细胞的分化过程是不可逆的，A错误；干细胞分裂能力强，但不会无限增殖，

无限增殖是癌细胞的特征，B错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达,

干细胞分化成多种器官的过程中，基因的表达情况会出现差异，c错误；脐带血中的干细胞属于自身

的细胞，通过将干细胞诱导分化成各种器官，有可能解决器官移植所面临的器官短缺和免疫排斥问题，D

正确。

4.2019年《自然》杂志发表文章：年轻小鼠胶原蛋白COZJ7/1基因的表达水平较低的干细胞比表达水平

高的干细胞容易被淘汰，这一竞争有利于维持皮肤年轻态。随着年龄的增长，胶原蛋白COL1741基因的表

达水平较低的干细胞增多。以下分析正确的是（）

A.衰老皮肤中出现老年斑的原因是控制色素形成的酪氨酸酶活性降低

B.衰老的皮肤细胞，细胞核体枳增大，细胞膜的通透性改变

C.COL\1A\基因含量的高低可以作为皮肤是否衰老的一个标志

D.皮肤干细胞分化为表皮细胞的过程就是COZJ7加基因选择性表达的结果

［答案］B.［解析］衰老皮肤中出现老年斑的原因是色素沉积，A错误；衰老的皮肤细胞，细胞核体积增

大，细胞膜的通透性改变，物质运输能力降低，B正确；根据题干信息“随着年龄的增长，胶原蛋白COL17A1

基因的表达水平较低的干细胞增多”可知，COL17A1基因表达水平的高低（而不是基因含量的高低）可以作为

皮肤是否衰老的一个标志，C错误；皮肤干细胞分化为表皮细胞的过程中发生了基因的选择性表达，该过

程中COZJ7/17基因表达水平降低，D错误。

5.细胞凋亡与细胞坏死是两个不同的过程，如图所示。下列有关叙述错误的是（）

调小嫁一箕L一尸亡小体

…事细胞

坏分、，.山—►曲£—►引发炎症

量螺^细胞奔放出内容物

A.细胞凋亡与细胞坏死对机体的影响不同

B.细胞凋亡和细胞坏死都是在遗传物质控制下的程序性死亡

C.图示细胞凋亡过程有吞噬细胞参与，吞噬过程能体现细胞膜具有一定的流动性

D.人体在胚胎正常发育过程中会发生细胞凋亡，但不一定发生细胞坏死

I答案］B.I解析I细胞凋亡对机体维持内环境的稳态具有积极意义，但细胞坏死对机体是不利的，A正

确；细胞坏死不是遗传物质控制下的程序性死亡，B错误；图中的凋亡小体会被吞噬细胞吞噬，吞噬过程

能体现细胞膜具有一定的流动性，C正确；细胞凋亡是个体发育过程中必然发生的过程，但细胞坏死不一

定发生，D正确。

6.研究者将正常乳腺细胞（M）诱导成乳腺癌细胞（M）如图甲表示细胞癌变前后有关代谢水平的变化情况，

图乙…实验组在培养液中加入线粒体内膜呼吸相关酶抑制剂（培养液、温度等条件均相同且适宜）后测得的相

关数据。下列有关叙述正确的是()

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