第4单元 第13讲 细胞的分化、衰老与死亡(教用Word)-【赢在微点·顶层设计】2025年高中生物学高考一轮总复习（不定项版）

第13讲　细胞的分化、衰老与死亡 课标内容 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。 微考点大突破 考点一　细胞的分化与全能性 1.细胞的分化 提醒　①细胞分化程度越高,细胞的分裂能力就越低。②同一个体不同类型的分化细胞内,遗传物质相同,mRNA和蛋白质并非完全不同。 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)原因:细胞内含有形成完整个体所需的全部基因。 (3)证明实例。 ①植物组织培养→植物细胞具有全能性。 ②动物体细胞核移植→动物体细胞的细胞核具有全能性。 提醒　①全能性表达的标志:细胞发育成完整有机体或分化成其他各种细胞。②分化程度高的细胞全能性不一定低,如生殖细胞属于高度分化的细胞,但全能性依然较高。 3.干细胞 (1)概念:动物和人体内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 来自各种各样的组织 功能 可以分化成各种组织和器官甚至个体 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 提醒　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。 教考衔接 1.判断正误。 (1)肌细胞与红细胞中的基因、mRNA、蛋白质均不同。(必修1 P119“正文”拓展)(×) (2)脐带血中含有大量的干细胞,可以培养并分化成人体的各种血细胞。(必修1 P121“正文”)(√) (3)造血干细胞是胚胎发育过程中未分化的细胞。(2021·江苏卷,2B)(×) (4)细胞分化使各种细胞的遗传物质发生改变。(2021·江苏卷,2C)(×) (5)哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程不可逆。(经典高考题)(√) 2.(必修1 P118“问题探讨”拓展)骨髓移植可以改变血型或影响下一代的遗传吗? 答:______________________________________________________________。 提示　可以改变血型,但不会影响遗传 3.如图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态。 (1)在所有细胞中均表达的基因称为管家基因,在特定的细胞中表达的基因称为奢侈基因。a、b、c、d属于管家基因的是哪一个?属于奢侈基因的是哪些基因? 答:______________________________________________________________。 (2)若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA分子,则其杂交带状况如何?若用探针检测胰岛素基因的mRNA,其杂交带状况如何? 答:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 提示　(1)a;b、c、d (2)A、B、C三类细胞中均含胰岛素基因,但该基因只有在A细胞中才能转录产生mRNA,故用胰岛素基因作探针,检测三类细胞的DNA分子,三类细胞均可形成杂交带,但改为检测胰岛素基因的mRNA,则只有A细胞能产生杂交带 1.细胞分化的关键点 (1)细胞分化的标志。 (2)分化细胞表达的基因。 (3)细胞分化的“变”与“不变”。 2.细胞分化与全能性的比较 项目 细胞的分化 细胞的全能性 原理 细胞内基因的选择性表达 含有本物种全套遗传物质 结果 形成形态、结构和功能不同的细胞 形成新的个体或分化成其他各种细胞 大小 比较 分化程度:体细胞>生殖细胞>受精卵 全能性大小:体细胞<生殖细胞<受精卵 联系 ①两过程遗传物质都不发生变化,都具有全能性 ②一般来说,细胞的分化程度越高,全能性越小 角度一　围绕细胞分化的实质和特点,考查生命观念 1.动物正常组织干细胞突变获得异常增殖能力,并与外界因素相互作用,可恶变为癌细胞。干细胞转变为癌细胞后,下列说法正确的是(　　) A.DNA序列不变 B.DNA复制方式不变 C.细胞内mRNA不变 D.细胞表面蛋白质不变 解析　干细胞转变为癌细胞是基因突变导致的,DNA序列发生改变,A项错误;干细胞恶变前后,DNA复制方式都为半保留复制,B项正确;干细胞转变为癌细胞后,基因的表达情况发生改变,细胞内mRNA改变,C项错误;干细胞转变为癌细胞后,细胞表面糖蛋白会减少,D项错误。 答案　B 2.骨骼肌受牵拉或轻微损伤时,卫星细胞(一种成肌干细胞)被激活,增殖、分化为新的肌细胞后与原有肌细胞融合,使肌肉增粗或修复损伤。下列叙述错误的是(　　) A.卫星细胞具有自我更新和分化的能力 B.肌动蛋白在肌细胞中特异性表达,其编码基因不存在于其他类型的细胞中 C.激活的卫星细胞中,多种细胞器分工合作,为细胞分裂进行物质准备 D.适当进行抗阻性有氧运动,有助于塑造健美体型 解析　卫星细胞是一种成肌干细胞,被激活后增殖、分化为新的肌细胞,故卫星细胞具有自我更新和分化的能力,A项正确;肌动蛋白在肌细胞中特异性表达,但其编码基因也存在于其他类型的细胞中,B项错误;激活的卫星细胞中,线粒体、核糖体、中心体等多种细胞器分工合作,为细胞分裂进行物质准备,C项正确;适当进行抗阻性有氧运动,骨骼肌受牵拉激活卫星细胞增殖、分化为新的肌细胞后与原有肌细胞融合,使肌肉增粗,有助于塑造健美体型,D项正确。 答案　B “四看”法判断细胞分化 角度二　围绕细胞全能性与干细胞的应用,考查社会责任 3.(2024·济南一模)脑缺血会引起局部脑神经缺氧而导致脑部轻度受损,甚至造成脑神经细胞死亡而产生不可逆损伤,最终导致患者永久性残疾甚至死亡。骨髓基质细胞(M)是存在于骨髓中具有多种分化潜能的干细胞,它可以诱导生成心肌细胞、成骨细胞和神经细胞等。研究发现M的线粒体可以转移到缺氧损伤脑神经细胞(N)中,实现细胞供能机制的修复,此方法将成为缺血性脑损伤治疗的有效策略。下列相关叙述错误的是(　　) A.M参与受损部位修复时,体内同时有细胞发生程序性死亡 B.M有分裂能力强、全能性较高,以及分化成多种细胞等特点 C.M分化形成的几种细胞形态、结构和功能不同的根本原因是DNA不同 D.据题意推测N细胞的恢复机制可能是:通过增加N细胞中的线粒体数量使有氧呼吸加强,产生更多的ATP,为损伤细胞修复提供充足的能量 解析　脑缺血会引起局部脑神经缺氧而导致脑部轻度受损,甚至造成脑神经细胞死亡,M参与受损部位修复时,体内同时有细胞发生程序性死亡,A项正确;骨髓基质细胞(M)是存在于骨髓中具有多种分化潜能的干细胞,它可以诱导生成心肌细胞、成骨细胞和神经细胞等,B项正确;M分化形成的几种细胞形态、结构和功能不同的根本原因是基因的选择性表达,其DNA相同,C项错误;线粒体是有氧呼吸的主要场所,M的线粒体可以转移到缺氧损伤脑神经细胞(N)中,实现细胞供能机制的修复,D项正确。 答案　C 4.(不定项)研究发现,胶原蛋白的含量增加有利于保持皮肤的年轻态。进一步研究表明,年轻小鼠胶原蛋白COL17A1基因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;随着年龄的增长,胶原蛋白COL17A1基因表达水平较低的干细胞增多。下列分析错误的是(　　) A.皮肤干细胞能分化为表皮细胞,说明皮肤干细胞具有全能性 B.COL17A1基因含量的高低,可作为判断皮肤是否衰老的依据 C.老年小鼠COL17A1基因的表达水平较低,皮肤细胞都已衰老 D.年轻小鼠体内部分干细胞被淘汰,有利于皮肤年轻态的维持 解析　细胞的全能性是指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,皮肤干细胞能分化为表皮细胞,不能说明皮肤干细胞具有全能性,A项错误;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,因此COL17A1基因表达的程度可以作为皮肤是否衰老的一个依据,但基因含量的高低不能作为衰老的依据,B项错误;老年小鼠COL17A1基因的表达水平较低,能说明较多的皮肤细胞已经衰老,但是不能说明所有皮肤细胞都已衰老,C项错误;年轻小鼠胶原蛋白COL17A1基因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,这有利于细胞胶原蛋白的含量增加,有利于保持皮肤的年轻态,D项正确。 答案　ABC “三看”法确认细胞“全能性” 考点二　细胞的衰老和死亡 1.细胞的衰老 (1)个体衰老与细胞衰老的关系。 (2)细胞衰老的特征。 提醒　①衰老细胞内并非所有酶的活性都下降。②衰老细胞的细胞膜的通透性增大。 (3)细胞衰老的假说。 ①自由基学说。 ②端粒学说。 2.细胞的死亡 (1)细胞凋亡。 提醒　细胞凋亡受内外因素的影响,也存在基因的选择性表达。 (2)细胞坏死。 (3)细胞自噬。 教考衔接 1.判断正误。 (1)衰老细胞内染色质收缩、染色加深,这样会影响DNA复制和转录。(必修1 P123“图6-8”)(√) (2)细胞凋亡受基因调控,不利于个体生长发育。(必修1 P126“正文”)(×) (3)有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。(必修1 P126“正文”)(√) (4)清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象。(经典高考题)(×) (5)衰老细胞中各种酶的活性显著降低。(经典高考题)(×) 2.小肠上皮是研究成体干细胞的理想材料之一。它由大量重复的单元构成,每个单元结构如图甲所示,a处是干细胞,其分化形成的新细胞在向上迁移的过程中逐渐成熟为具有吸收、分泌功能的绒毛细胞。科学家用含有3H⁃胸苷的营养液处理活的小肠上皮,半小时后洗去游离的3H⁃胸苷。连续48小时检测小肠上皮的被标记部位,结果如图乙(黑点表示放射性部位)所示。 (1)处理后开始的几小时,发现只有a处能够检测到放射性,原因是____________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)48小时后继续跟踪检测,发现小肠上皮上的放射性完全消失了,原因可能是____________________________________________________________________________________________________________________________。 提示　(1)只有a处的细胞能进行细胞分裂,细胞分裂间期要利用3H⁃胸苷合成DNA (2)具有放射性的细胞最终因为衰老、凋亡、脱落而消失 角度一　围绕细胞的衰老和死亡,考查社会责任 1.(2023·湖南卷,T7)基因Bax和Bcl⁃2分别促进和抑制细胞凋亡。研究人员利用siRNA干扰技术降低TRPM7基因表达,研究其对细胞凋亡的影响,结果如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.细胞衰老和细胞凋亡都受遗传信息的调控 B.TRPM7基因可能通过抑制Bax基因的表达来抑制细胞凋亡 C.TRPM7基因可能通过促进Bcl⁃2基因的表达来抑制细胞凋亡 D.可通过特异性促进癌细胞中TRPM7基因的表达来治疗相关癌症 解析　细胞衰老和细胞凋亡都是由基因控制的细胞正常的生命活动,都受遗传信息的调控,A项正确;据题图可知,siRNA干扰TRPM7基因实验组的TRPM7基因表达量下降,Bax基因表达量增加,细胞凋亡率增加,由此可以得出,TRPM7基因可能通过抑制Bax基因的表达来抑制细胞凋亡,B项正确;siRNA干扰TRPM7基因实验组细胞凋亡率高,Bcl⁃2基因表达量降低,而Bcl⁃2基因抑制细胞凋亡,故TRPM7基因可能通过促进Bcl⁃2基因的表达来抑制细胞凋亡,C项正确;由题图可知,siRNA干扰TRPM7基因实验组,Bax基因表达量增加,Bcl⁃2基因表达量减少,细胞凋亡率增加,所以可以通过抑制癌细胞中TRPM7基因表达来治疗相关癌症,D项错误。 答案　D 2.Klotho基因是一种与衰老密切相关的基因,它通过调控离子通道、信号通路或其他基因的表达而发挥抗衰老、保护肾脏和保护心血管等作用。研究发现,Klotho基因缺陷的小鼠寿命缩短了80%,而过度表达Klotho基因后能够延长雄鼠30.8%、雌鼠19.0%的寿命。下列有关叙述错误的是(　　) A.高等动物衰老的细胞内Klotho基因的表达可能受到了抑制 B.衰老的细胞萎缩,体积变小,细胞核体积增大,核膜内折,染色质收缩 C.细胞代谢产生的自由基可能会攻击Klotho基因引起基因突变,导致细胞衰老 D.将更多的Klotho基因转入细胞后就能完全阻止细胞衰老 解析　由题干信息“过度表达Klotho基因后能够延长雄鼠30.8%、雌鼠19.0%的寿命”可知,细胞衰老并不只与Klotho基因有关,且基因的表达具有一定的调控作用,并非转入的Klotho基因越多,表达形成的蛋白质越多,故将更多的Klotho基因转入细胞后不能完全阻止细胞衰老,D项错误。 答案　D 角度二　通过对细胞生命历程的综合分析,考查生命观念 3.下列有关细胞分化、衰老、凋亡及细胞全能性的叙述,正确的是(　　) A.体外诱导小鼠成纤维细胞获得诱导多能干细胞,这属于细胞分化 B.患者神经细胞中累积大量无法降解的蛋白质,是由细胞衰老导致的 C.克隆动物发育过程中,产生不同的组织、器官与基因的选择性表达无关 D.细胞衰老的原因可能是自由基攻击DNA,引起基因突变 解析　体外诱导小鼠成纤维细胞获得诱导多能干细胞,是从分化能力高的向分化能力低的过度,类似于植物的脱分化过程,A项错误;患者神经细胞中累积大量无法降解的蛋白质,是患者细胞自噬障碍,与细胞衰老无直接关系,B项错误;克隆动物发育过程中,产生不同的组织、器官是细胞分化的结果,原因是基因的选择性表达,C项错误;根据细胞衰老的自由基学说,自由基能攻击和破坏细胞内多种执行正常功能的生物分子,还会攻击DNA,可能引起基因突变,最终导致细胞衰老,D项正确。 答案　D 4.(不定项)p53蛋白是一类调控细胞周期进程的激酶,如图是p53作用的流程图。下列相关叙述正确的是(　　) A.Mdm2将p53泛素化并促进其降解,保持p53的低活性 B.当DNA受损时,Mdm2和p53分别被磷酸化,p53被激活 C.p53的磷酸化减弱其与p300的相互结合 D.p53作用的结果是细胞周期停滞或细胞死亡 解析　据题图分析可知,DNA未损伤时,Mdm2将p53泛素化并促进其降解,保持p53的低活性,避免p53磷酸化而被激活,A项正确;当DNA受损时,Mdm2和p53可以在细胞中相关分子的作用下,分别被磷酸化,p53稳定并形成四聚体被激活,B项正确;据题图分析可知,当DNA受损时,p53被磷酸化与p300相互结合,促进相关基因表达,进而导致细胞周期停滞或细胞死亡,C项错误,D项正确。 答案　ABD 微真题重体悟 1.(2023·山东卷,T3)研究发现,病原体侵入细胞后,细胞内蛋白酶L在无酶活性时作为支架蛋白参与形成特定的复合体,经过一系列过程,最终导致该细胞炎症性坏死,病原体被释放,该过程属于细胞焦亡。下列说法错误的是(　　) A.蝌蚪尾的消失不是通过细胞焦亡实现的 B.敲除编码蛋白酶L的基因不影响细胞焦亡 C.细胞焦亡释放的病原体可由体内的巨噬细胞吞噬消化 D.细胞焦亡释放的病原体可刺激该机体B淋巴细胞的增殖与分化 解析　蝌蚪尾的消失是通过细胞凋亡实现的,A项正确;根据题干信息“细胞内蛋白酶L在无酶活性时作为支架蛋白参与形成特定的复合体,经过一系列过程,最终导致该细胞炎症性坏死,病原体被释放,该过程属于细胞焦亡”,说明了蛋白酶L基因影响细胞焦亡,所以如果敲除编码蛋白酶L的基因会影响细胞焦亡,B项错误;细胞焦亡后,病原体被释放,可以被体内的巨噬细胞吞噬消化,C项正确;细胞焦亡释放的病原体可作为抗原刺激该机体B淋巴细胞的增殖与分化,D项正确。 答案　B 2.(2022·海南卷,T2)人体细胞会经历增殖、分化、衰老和死亡等生命历程。下列有关叙述错误的是(　　) A.正常的B淋巴细胞不能无限增殖 B.细胞分化只发生在胚胎发育阶段 C.细胞产生的自由基可攻击蛋白质,导致细胞衰老 D.细胞通过自噬作用可清除受损的细胞器,维持细胞内部环境的稳定 解析　正常的B淋巴细胞受到抗原刺激后,能发生分裂和分化,但不能无限增殖,A项正确;细胞分化发生在个体发育的各个阶段,B项错误;细胞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,攻击蛋白质,使蛋白质的活性下降,导致细胞衰老,C项正确;细胞通过自噬作用可清除受损的细胞器,从而维持细胞内部环境的稳定,D项正确。 答案　B 3.(2021·山东卷,T3)细胞内分子伴侣可识别并结合含有短肽序列KFERQ的目标蛋白形成复合体,该复合体与溶酶体膜上的受体L结合后,目标蛋白进入溶酶体被降解。该过程可通过降解α⁃酮戊二酸合成酶,调控细胞内α⁃酮戊二酸的含量,从而促进胚胎干细胞分化。下列说法错误的是(　　) A.α⁃酮戊二酸合成酶的降解产物可被细胞再利用 B.α⁃酮戊二酸含量升高不利于胚胎干细胞分化 C.抑制L基因表达可降低细胞内α⁃酮戊二酸的含量 D.目标蛋白进入溶酶体的过程体现了生物膜具有物质运输的功能 解析　α⁃酮戊二酸合成酶进入溶酶体被降解,其降解产物可以被细胞再度利用,A项正确;降解α⁃酮戊二酸合成酶,导致α⁃酮戊二酸含量减少,有利于胚胎干细胞分化,故α⁃酮戊二酸含量升高不利于胚胎干细胞分化,B项正确;抑制L基因表达,导致溶酶体膜上的受体L减少,则α⁃酮戊二酸合成酶不能正常进入溶酶体降解,则α⁃酮戊二酸合成酶含量增加,α⁃酮戊二酸含量也会增多,C项错误;分子伴侣与目标蛋白形成的复合体与溶酶体膜上的受体L结合后,目标蛋白进入溶酶体,体现了生物膜的物质运输功能,D项正确。 答案　C 4.(2021·河北卷,T5)关于细胞生命历程的叙述,错误的是(　　) A.细胞凋亡过程中不需要新合成蛋白质 B.清除细胞内过多的自由基有助于延缓细胞衰老 C.紫外线照射导致的DNA损伤是皮肤癌发生的原因之一 D.已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性 解析　细胞凋亡是指由基因决定的细胞自动结束生命的过程,细胞凋亡过程中有控制凋亡的基因表达,需要新合成蛋白质,A项错误;在生命活动中,细胞会产生自由基,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,导致细胞衰老,所以清除细胞内过多的自由基有助于延缓细胞衰老,B项正确;细胞癌变的原因是原癌基因和抑癌基因发生突变,紫外线是一种物理致癌因子,紫外线照射会导致DNA损伤,引起基因突变,导致细胞癌变,是皮肤癌发生的原因之一,C项正确;克隆羊“多莉”的诞生就是将体细胞的细胞核移植到去核的卵细胞中培育成的,说明已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性,D项正确。 答案　A 5.(2021·北京卷,T8)为研究毒品海洛因的危害,将受孕7天的大鼠按下表随机分组进行实验,结果如下表。 　　　　　处理 检测项目　　　 对照组 连续9天给予海洛因 低剂量组 中剂量组 高剂量组 活胚胎数/ 胚胎总数(%) 100 76 65 55 脑畸形胚胎数/ 活胚胎数(%) 0 33 55 79 脑中促凋亡蛋白 Bax含量/ (μg·L-1) 6.7 7.5 10.0 12.5 以下分析不合理的是(　　) A.低剂量海洛因即可严重影响胚胎的正常发育 B.海洛因促进Bax含量提高会导致脑细胞凋亡 C.对照组胚胎的发育过程中不会出现细胞凋亡 D.结果提示孕妇吸毒有造成子女智力障碍的风险 解析　据题表分析,低剂量组的活胚胎数/胚胎总数(%)比对照组明显偏低,脑畸形胚胎数/活胚胎数(%)比对照组明显升高,故低剂量海洛因即可严重影响胚胎的正常发育,A项正确;Bax为脑中促凋亡蛋白,分析题表可知,与对照组相比,海洛因处理组的Bax含量升高,故海洛因促进Bax含量提高会导致脑细胞凋亡,B项正确;细胞凋亡是由基因决定的细胞程序性死亡,是一种正常的生理现象,据题表可知,对照组的Bax含量为6.7 μg·L-1,故对照组胚胎的发育过程中也会出现细胞凋亡,C项错误;据题表可知,海洛因处理组的活胚胎数降低,脑畸形胚胎数和脑细胞凋亡率均升高,故推测孕妇吸毒有造成子女智力障碍的风险,D项正确。 答案　C 学科网（北京）股份有限公司 $$