第13讲 细胞的生命历程-【大鹏生物】2025年高考生物一轮复习讲义

第13讲　细胞的生命历程 一、细胞的分化与全能性 知识回顾 1．细胞分化 2．细胞的全能性 3．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能力的细胞，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 来自各式各样的组织 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能力 举例 囊胚的内细胞团细胞 骨髓干细胞、造血干细胞、神经干细胞 3．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能力的细胞，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 来自各式各样的组织 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能力 举例 囊胚的内细胞团细胞 骨髓干细胞、造血干细胞、神经干细胞 在生物体所有细胞中均表达的一类基因称为管家基因，其表达产物通常是维持细胞基本生命活动所必需的；在不同类型细胞中特异性表达的一类基因称为奢侈基因，其产物赋予不同细胞特异性的生理功能。下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态，请据图分析： (1)上述基因属于管家基因的是__，属于奢侈基因的是_________。 (2)若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA分子，__(填“有”“没有”或“不一定有”，下同)杂交带；若用该探针检测胰岛素基因转录出的mRNA，_________杂交带。 (3)请解释(2)现象产生的原因： 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DNA分子，三类细胞均可形成杂交带，但改为检测胰岛素基因转录出的mRNA，则只有A细胞能产生杂交带。 重点归纳 1．细胞分化的“变”与“不变” (1)“变” ①从细胞水平分析：细胞的形态、结构和生理功能发生改变。 ②从亚显微结构水平分析：细胞器的种类和数目及细胞质基质的成分和功能发生改变。 ③从分子水平分析 a．基因角度：基因选择性表达，即遗传信息的执行情况不同，这是细胞分化的根本原因。 b．蛋白质和RNA角度：同一个体不同类型的细胞蛋白质和mRNA不完全相同。 (2)“不变”：细胞数目和细胞内的遗传物质不变。 2．细胞分化与细胞的全能性的比较 项目 细胞分化 细胞的全能性 原理 细胞内基因选择性表达 含有本物种全套遗传物质 特点 ①持久性； ②不可逆性； ③普遍性 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、结构和功能不同的细胞 形成新的个体 比较 细胞分化程度有高低之分：体细胞＞生殖细胞＞受精卵 细胞全能性的表达有难易程度之分，由易到难：受精卵＞生殖细胞＞体细胞 关系 ①细胞分化一般不会导致遗传物质改变，除某些特殊情况下，已分化的细胞都含有保持物种遗传特性所需要的全套遗传物质，因而都具有全能性； ②一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达，细胞分化程度越低，全能性越容易表达 易错判断 (1)同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同(　　) (2)蛙的红细胞和人的红细胞形态不同的原因是基因选择性表达的结果(　　) (3)同一细胞内往往含有不同的蛋白质，这是基因选择性表达的结果(　　) (4)成熟个体体内的所有细胞都已经高度分化(　　) (5)种子发育成完整个体体现了细胞的全能性(　　) (6)壁虎断尾后重新长出尾巴体现了细胞的全能性(　　) (7)造血干细胞分化出各种血细胞体现了细胞的全能性(　　) (8)细胞分化程度越高，其全能性一定越低(　　) (9)当某细胞中的基因发生选择性表达时，则该细胞必在发生细胞分化(　　) 考向预测 考向一　细胞分化的实质、特点和意义分析 1．如图表示同一个体的5种细胞中5种基因的表达情况，下列分析错误的是(　　) A．此图能说明细胞分化的实质 B．基因b可能控制RNA聚合酶的合成 C．细胞中mRNA差异最大的是细胞2和4 D．一般来说，这5种细胞的核遗传物质相同 2．如图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段示意图，图中甲、乙、丙、丁、戊为各个时期的细胞，a、b表示细胞所进行的生理过程。下列叙述错误的是(　　) A．a过程是有丝分裂，b过程是细胞分化 B．丁与戊因遗传物质不同而发生分化 C．乙和丙的染色体组成相同 D．甲、丁、戊的功能不同 考向二　细胞的全能性和干细胞 3．下列有关细胞全能性的叙述，正确的是(　　) A．植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因 B．高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性 C．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因发生了改变 D．将紫色糯性玉米种子培育成植株，反映了植物种子具有全能性 4．“细胞核重编程”即将人类成熟的体细胞重新诱导回干细胞状态，它们就有再分化形成多种类型细胞的可能，可应用于临床医学。下列有关叙述错误的是(　　) A．干细胞分化成多种类型的细胞体现了细胞的全能性 B．干细胞可用于治疗因胰岛B细胞受损而引起的糖尿病 C．“细胞核重编程”和干细胞的再分化均与细胞内基因的选择性表达相关 D．该项研究为临床上解决器官移植的免疫排斥反应带来希望 二、细胞的衰老、凋亡与癌变 知识归纳 1．细胞衰老 (1)个体衰老与细胞衰老的关系 (2)细胞衰老的特征 ①代谢变化 ②细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深。 2．细胞的凋亡 (1)概念：由基因所决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：1.个体发育过程中细胞的编程性死亡 2.成熟个体中细胞的自然更新 3.被病原体感染的细胞的清除 (3)意义：1.保证多细胞生物体完成正常发育 2.维持内部环境稳定 3.抵御外界各种因素的干扰 (4)细胞凋亡与细胞坏死的比较 项目 实质 结果 细胞凋亡 由遗传机制决定的程序性调控 自动结束生命的正常死亡，对生物体有利 细胞坏死 受外界不利因素影响；不受基因控制 细胞膜破裂，对周围细胞造成伤害，引起发炎，多数是有害的 3.细胞的癌变 (1)癌细胞的概念：正常机体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。 (2)癌细胞的特征 ①在适宜的条件下，能够无限增殖。 ②形态结构发生显著变化，如癌变的成纤维细胞由扁平梭形变成球形 ③细胞膜表面发生变化 a．糖蛋白等物质减少→细胞间黏着性降低→易于分散和转移。 b．甲胎蛋白、癌胚抗原等增多。 ④细胞的接触抑制丧失。 (3)致癌因子和癌变机理 ①致癌因子的类型(连线) ②原癌基因和抑癌基因 a．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 b．抑癌基因：主要是阻止细胞不正常的增殖。 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。 完成细胞的生命历程图解，并分析： (1)除细胞癌变发生了遗传信息改变外，其他过程均未改变遗传信息。 (2)除细胞癌变与细胞坏死对生物体不利外，其他过程均对生物体有积极意义。 (3)除细胞坏死外，其他过程均与基因有关，即受基因控制。 (4)老年人的白发与白化病患者白发的原因相同吗？不相同(填“相同”或“不相同”)。理由是老年人的白发是由于细胞衰老，细胞中酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少所致；白化病患者是由于细胞中控制合成酪氨酸酶的基因异常，不能合成酪氨酸酶所致。 易错判断 (1)细胞的衰老和凋亡是生物体异常的生命活动(　　) (2)衰老细胞内染色质收缩影响DNA的复制和转录(　　) (3)细胞凋亡受基因调控，不利于个体生长发育(　　) (4)效应T细胞裂解含有病毒的组织细胞的过程属于细胞凋亡(　　) (5)原癌基因或抑癌基因发生多次变异累积可导致癌症，因此癌症可遗传(　　) (6)癌变前后，细胞的形态和结构有明显差异(　　) (7)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(　　) (8)衰老的细胞相对表面积变大，但物质交换效率降低(　　) 考向预测 考向一　细胞衰老与细胞凋亡的分析 5．关于细胞衰老机制，科学家们提出了许多学说，其中的端粒学说目前被大家普遍接受。端粒是染色体末端的一种特殊序列DNA，每次分裂后会缩短一截，最终使细胞走向衰老。端粒酶能以自身的RNA为模板合成端粒序列加到染色体DNA末端而修复缩短部分，下列说法错误的是(　　) A．端粒是真核细胞特有的结构，原核细胞中没有 B．端粒酶是一种DNA聚合酶，能延缓细胞的衰老 C．癌细胞中端粒酶的活性可能高于正常细胞 D．同一个体的不同细胞中端粒的长度可能不相同 6．图示为中科院近来发现的一种诱导细胞凋亡的新机制。在H2O2和淋巴因子TNFa等因素的诱导下，鼠肝细胞内的溶酶体释放微量的胰凝乳蛋白酶，将细胞质内的Bid蛋白分解成更小的cBid，后者与线粒体、溶酶体的膜结合，诱导内容物释放，最终导致细胞凋亡。请结合所学知识分析，下列叙述正确的是(　　) A．抗体与图中H2O2和淋巴因子相似，都可以作为信号分子 B．胰凝乳蛋白酶的释放增加了cBid的数量，cBid进一步引起溶酶体内容物的释放是正反馈调节 C．线粒体、溶酶体内容物的释放是导致细胞凋亡的根本原因 D．该过程主要与细胞膜的结构特点有关 考向二　癌细胞的特征及癌变的机理 7．白血病是一类造血干细胞恶性克隆性疾病，俗称“血癌”，原因是比较早期的造血干细胞演变为增殖失控、分化障碍、凋亡受阻、更新能力变得非常强的“白血病细胞”。下列相关叙述正确的是(　　) A．“白血病细胞”中的信使RNA与正常造血干细胞的完全不同 B．“白血病细胞”容易在体内转移的原因是其细胞膜上的糖蛋白增多 C．“白血病细胞”凋亡受阻的主要原因是该细胞的凋亡基因不能复制 D．造血干细胞演变为“白血病细胞”的过程中，细胞内的基因发生了突变 8．人细胞内的原癌基因可以控制细胞的生长和分裂进程，下图是导致正常细胞成为癌细胞的三种途径。下列有关说法错误的是(　　) A．原癌基因发生突变或移位均可能导致细胞发生癌变 B．若图示的三个过程发生在体细胞中，则癌症一般不会遗传给后代 C．图示三个过程都会导致基因表达发生改变从而使细胞无限增殖 D．原癌基因需要在致癌因子的诱发下才能进行表达 9．2018年诺贝尔生理学或医学奖授予开创“肿瘤免疫疗法”的科学家，这种疗法并不直接针对肿瘤细胞，而是针对肿瘤微环境中的免疫细胞，通过调节这些免疫细胞的功能发挥其杀伤肿瘤细胞的作用；而传统的“放疗法”是指利用放射线来杀伤肿瘤细胞。下列相关叙述不正确的是(　　) A．一些病毒及化学因子能诱导肿瘤的发生 B．有些肿瘤可导致血液中甲胎蛋白超标 C．“放疗法”在杀伤肿瘤细胞的过程中具有特异性 D．“免疫疗法”的原理是调节某些免疫细胞的免疫功能，增强机体的抗肿瘤能力 考向三　细胞生命历程的综合分析 10．下表汇总了人体内部分细胞所发生的四个生理过程及其对应细胞内染色体组数的变化规律和相关描述。据表中信息分析，下列叙述中正确的是(　　) 生理过程 甲 乙 丙 丁 染色体组数的变化 2→1→2→1 1→2 2→4→2 2→2 相关描述 性激素对该过程有促进作用 该过程能体现细胞膜的某些功能 该过程所形成的子代细胞的遗传信息与亲代相同 该过程使细胞的功能趋向专门化 A．生理过程甲可对应细胞增殖方式——减数分裂，该过程仅四分体时期会发生基因重组 B．生理过程乙能够体现细胞膜的功能——具有细胞间信息交流功能，该功能主要与膜上的糖脂有关 C．生理过程丙对应的细胞增殖过程中，细胞内核DNA复制1次，有的基因可转录多次 D．生理过程丁对应的细胞生命历程为细胞分化，基因表达过程发生在细胞核内 11．下图表示细胞的生命历程，其中甲～辛表示相关生理过程。下列描述中正确的是(　　) A．甲过程代表有丝分裂，乙过程中细胞分化并不改变细胞的遗传信息 B．丙过程的发生是由于致癌因子使抑癌基因突变成原癌基因并表达的结果 C．丁过程与基因表达有关，只发生在胚胎发育过程中，并与戊过程有区别 D．己过程中细胞内水分减少，细胞核体积变小，辛过程体现了细胞全能性 随堂演练 一、选择题 1．细胞分化是多细胞生物体的一种正常生命现象。下列能说明细胞已发生分化的依据是(　　) A．细胞中存在肌动蛋白基因 B．细胞中合成了胰岛素 C．细胞内多种酶的活性降低 D．细胞进行无氧呼吸合成ATP 2．下列关于人体细胞生命历程的相关叙述，错误的是(　　) A．细胞中产生的自由基会攻击细胞内的DNA和蛋白质，造成细胞衰老 B．抑癌基因能调节细胞周期，控制细胞分裂和生长进程 C．衰老的细胞会出现核质体积比例增大，染色质固缩，染色加深的现象 D．细胞的分化、衰老、凋亡都与基因的选择性表达有关 3．目前，一些年轻人盲目去痣后引发的恶性色素瘤导致死亡的病例并不鲜见，专家提醒人们，如果身上的黑痣有逐渐长大、边界不清和周围长毛、自己出血、痒痛等情况时，需要及时找医生手术治疗，切忌自己动手去痣。下列关于痣细胞的说法，正确的是(　　) A．痣细胞的产生是细胞分化的结果 B．痣细胞的特点之一是能无限增殖 C．痣细胞是一种癌变细胞 D．痣细胞中色素多，是衰老的表现 4．细胞凋亡又称细胞程序性死亡，其大致过程如图所示。下列有关叙述不正确的是(　　) A．细胞凋亡是细胞在特定条件下的被动死亡过程 B．细胞凋亡过程中以小泡形式形成凋亡小体，需要消耗能量 C．细胞凋亡发生过程中，细胞内容物不释放出来 D．吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体释放的水解酶密切相关 5．下列与细胞生命历程有关的叙述，正确的是(　　) A．细胞癌变后，细胞膜上的甲胎蛋白、癌胚抗原减少，黏着性降低 B．白细胞凋亡速度比红细胞快，因为白细胞不能分裂 C．“老年斑”的出现表明细胞内物质的交流和传递受到影响 D．浆细胞和胰岛B细胞中遗传信息的执行情况相同 6．科研人员为了研究肿瘤细胞的转移机理，在患头颈癌和纤维肉瘤的啮齿类动物细胞中，降低蛋白质LTBP3的表达量，发现在无LTBP3的表达和分泌的情况下，肿瘤细胞无法有效转移。其他研究还发现，LTBP3在肿瘤转移早期非常活跃，以下解释合理的是(　　) A．LTBP3基因表达水平可预测早期头颈癌病人存活时间 B．LTBP3基因能在肿瘤细胞中表达是基因突变的结果 C．LTBP3是由核糖体合成的胞内蛋白 D．LTBP3基因只存在于肿瘤细胞中 7．下列关于细胞生命历程的叙述，错误的是(　　) A．人体造血干细胞分化为各种血细胞的过程是不可逆的 B．细胞分化会导致mRNA的种类和数量发生改变 C．细胞凋亡是一个被动的过程，细胞坏死是一个主动的过程 D．基因的DNA序列受损可导致细胞衰老 8．癌症是威胁人类健康的最严重的疾病之一。下列关于人体细胞癌变的叙述，错误的是(　　) A．癌症的发生与心理状态也有一定关系 B．香烟的烟雾中含有多种化学致癌因子 C．紫外线可以穿透表皮伤及细胞中的遗传物质 D．病毒含有的原癌基因和抑癌基因能够引起细胞癌变 9．下列关于细胞生命历程的叙述中，错误的是(　　) A．被病原体感染的细胞的清除可通过细胞凋亡完成 B．同种生物不同细胞的细胞周期持续时间可能不同 C．同一个体不同细胞的功能差异是在细胞分裂过程中形成的 D．致癌因子会损伤细胞中的DNA，使原癌基因和抑癌基因突变 10．下图为人体某细胞所经历的生长发育各个阶段示意图，图中①～⑦为不同的细胞，a～c表示细胞所进行的生理过程。据图分析，下列叙述正确的是(　　) A．与①相比，②③④的分裂增殖能力加强，分化能力减弱 B．⑤⑥⑦的核基因相同，细胞内的蛋白质种类和数量也相同 C．②③④细胞的形成过程中发生了基因分离和自由组合 D．进入c过程的细胞，酶活性降低，代谢减慢继而出现凋亡 二、非选择题 11．干细胞(iPS)中c-Myc(原癌基因)、Klf4(抑癌基因)、Sox2和Oct-等基因处于活跃表达状态，Oct-的精确表达对于维持干细胞的正常自我更新是至关重要的。科学家利用逆转录病毒，将Oct-、Sox2、c-Myc和Klf4四个关键基因转入高度分化的体细胞内，让其重新变成一个多功能iPS(如图所示)。请分析回答下列问题： (1)Oct-在高度分化的细胞中处于_______________状态。依据图示的原理，体细胞癌变是______________等基因异常表达的结果；细胞凋亡是在图中_______________等基因控制下的细胞____________的过程。 (2)研究人员利用小鼠体细胞诱导形成的iPS，进一步诱导又获得了心肌细胞、血管平滑肌细胞等多种组织细胞，iPS的这种变化过程称做__________。 12．目前临床上治疗癌症的方法主要包括手术治疗、放疗、化疗、基因治疗等。回答下列问题： (1)细胞癌变的分子基础是细胞内的_______________发生了改变，从而使它成为具有__________特性的细胞。癌细胞的分裂方式是__________。 (2)癌症化疗时应用的烷化剂能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。此类药品作用于癌细胞周期的_______期。 (3)在正常生理条件下，人体的血管内皮细胞倍增时间约为一年，而不受调节控制的癌组织血管生成却十分迅速，这对于癌细胞生命活动的意义是_______________________________________________________。 (4)除了不抽烟、不酗酒外，请再写出一条防治癌症的建议：_________________________________________。 13．人体内的细胞有的在增殖，有的在分化，有的在凋亡，有的在衰老，还有的可能处于坏死或癌变。请回答下列相关问题： (1)人体内衰老的细胞的代谢速率变慢可能与__________________________________有关。 (2)人体细胞的正常生命历程包括________________________________。 (3)肺癌是发病率和死亡率增长最快，对人体生命健康造成最大威胁的恶性肿瘤之一。为了探究不同浓度的某物质(X)对肺癌细胞体外生长的影响，研究人员进行了以下实验，请完善实验思路。 材料与用具：小鼠肺癌细胞悬浮液、物质X、癌细胞培养液、生理盐水、蒸馏水、活细胞检测仪、细胞培养瓶等(说明：对动物细胞的培养过程和检测方法不做具体要求)。 实验思路： ①取五个大小相同的细胞培养瓶，分别编号为A、B、C、D、E，每组加入等量的肺癌细胞悬浮液和________________，并测定初始细胞数。 ②在B～E组中依次加入等量且适量不同浓度的物质X(浓度分别为1.0 μg/mL、2.0 μg/mL、3.0 μg/mL、4.0 μg/mL)，A组则加入________________作为对照；每组设置三个重复样品。 ③以上各组均置于__________________________。 ④检测与数据处理：分别在24 h、48 h、72 h时取样检测各组存活的细胞数，取平均值，求细胞存活率(细胞存活率＝实验组存活细胞数/对照组存活细胞数×100%)。 实验结果如图： 实验结论：__________________________________________(至少答出一条)。 学科网（北京）股份有限公司 $$