15 必修1 专题五 第4讲 细胞的分化、衰老、凋亡与癌变-【名师导航】2025年高考生物一轮总复习讲义（浙科版）

第4讲　细胞的分化、衰老、凋亡与癌变 一、细胞能产生特异性变化 1．细胞分化 (1)概念：是指细胞在____、____和____上发生____的、______变化的过程。 (2)过程图解 (3)实质：细胞中的遗传物质________发挥作用，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传物质的表达(执行)情况不同。 (4)特点 ①普遍性：是生物界普遍存在的生命现象。 ②持久性：一般来说分化的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。 ③遗传物质不变性：分化后的细胞核内遗传物质不发生改变。 ④不可逆性：正常情况下，细胞分化是不可逆的，一旦沿着一定方向分化，便不会返回原来的状态。 (5)结果 ①分子水平的变化：mRNA种类不同→蛋白质种类不同。 ②细胞水平的变化：细胞形态、结构和生理功能的变化，逐渐失去分裂能力。 ③组织器官水平的变化：产生不同类型的细胞构成不同的组织和器官(增加细胞的种类)。 (6)意义 ①是生物个体发育的基础。 ②使细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。 2．干细胞 (1)概念：是一类可以分化成为各种细胞的__________。 (2)特点：①能够自我更新；②高度增殖；③多向分化。 (3)主要类型(分化潜能不同)：①全能干细胞，如受精卵；②多能干细胞，如胚胎干细胞、造血干细胞(也能分化出造血系统以外的细胞)。 [注意点]　 (1)细胞分化程度越高，细胞分裂的能力就越低。 (2)分化的细胞不一定不再进行分裂，如B淋巴细胞，接受抗原和淋巴因子的刺激后仍可再分裂。 (3)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。 二、细胞具有全能性 三、衰老细胞的结构和代谢产生异常 1．概念：衰老又称老化，通常指生物个体________后，随着年龄的增加，机能____，内环境稳定性____，趋向死亡的______的现象。 2．现象：细胞衰老是细胞生命活动的必然规律。 3．意义：生物体内的细胞不断地衰老和死亡，同时又有________________来代替它们。 4．特征 (1)细胞膜的流动性降低。 (2)细胞质色素积累、空泡形成。 (3)细胞核体积增大，染色加深，核膜内陷，染色质凝聚、碎裂、溶解。 (4)DNA的功能受抑制，RNA含量降低。 (5)蛋白质合成下降，酶的活性降低。 (6)线粒体的数量随年龄增大而减少，体积则随年龄增大而变大。 (7)呼吸变慢等。 5．机制：总的来说，细胞衰老是各种细胞成分在受到内、外环境的损伤作用后，因缺乏完善的____，使遗传物质的“差错”____所致。 四、衰老细胞的死亡受基因的调控 1．细胞凋亡的概念：是由某种____引发的，这种严格__________的死亡，属于正常的生理性变化，不同于病变或伤害导致的______死亡。 2．细胞凋亡的表现 (1)染色质聚集、分块、位于核膜上。 (2)胞质凝缩。 (3)DNA被有规律地降解为大小不同的片段，最后核断裂，细胞通过出芽的方式形成许多________。 (4)凋亡小体内有结构完整的细胞器，还有凝缩的染色质，可被邻近细胞吞噬、消化。细胞凋亡因始终有______，没有内含物释放，故不会引起____。 3．细胞凋亡的意义：动植物的正常发育中都有________现象。 4．细胞凋亡的普遍性：细胞凋亡在动植物体内也________。 5．细胞凋亡的实例：蝌蚪______的消失，人神经细胞数量的调整，植物胚发育过程中____的退化、单性植物中花器官的退化、植物体内通气组织的形成等。 五、细胞的癌变 1．癌细胞的特点 (1)__________________。 (2)____________。 (3)核形态不一，并可出现巨核、双核或多核现象。 (4)________，蛋白质合成及分解代谢都增强，但合成代谢超过分解代谢。 (5)线粒体功能障碍，即使在氧供应充分的条件下也主要依靠糖酵解途径获取能量。 (6)体外培养时无接触抑制现象。 2．细胞癌变的机理 (1)癌变的内因：癌变往往与______________和__________________有关。 项目 原癌基因 抑癌基因 功能 是细胞内与________相关的基因，是维持正常细胞周期所必需的 其产物能够抑制细胞增殖，促进细胞分化和抑制细胞迁移等 突变(或异常) 突变或________引起正常细胞发生癌变 突变后丧失其细胞增殖的负调控作用，导致细胞周期失控而发生癌变 (2)癌变的外因：称为致癌因子 致癌因子 一、细胞分化与细胞全能性的比较 项目 细胞分化 细胞全能性 原理 细胞内遗传物质有选择性地发挥作用 含有本物种全套遗传物质 特点 ①持久性：细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度 ②稳定性和不可逆性：一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡 ③普遍性：生物界中普遍存在 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 动物细胞分化程度有高低之分，由高到低：体细胞>生殖细胞>受精卵 动物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本物种遗传特性所需要的全套遗传物质，因而具有全能性 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 　(2021·浙江6月选考)将蝌蚪肠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(　　) 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1～2次分裂所形成的2～4个细胞仍具有全能性，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，通过细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。 [答案]　B 　(2022·河北选择性考试)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]　由题干信息“卫星细胞被激活，增殖、分化为新的肌细胞后与原有肌细胞融合”可知，卫星细胞具有自我更新和分化的能力，A正确；因为同一个体的所有细胞最初均来源于受精卵，所以遗传物质相同，肌动蛋白在肌细胞中特异性表达，其编码基因也存在于其他类型的细胞中，只是没有在其他类型细胞中表达，B错误；卫星细胞被激活后会进行增殖、分化，所以激活的卫星细胞中，多种细胞器分工合作，为细胞分裂进行物质准备，C正确；根据题干信息可知，适当进行抗阻性有氧运动，骨骼肌受牵拉，可以激活卫星细胞，最后达到使肌肉增粗的作用，有助于塑造健美体型，D正确。 [答案]　B 二、细胞分化与细胞全能性的标志 1．判断细胞分化的标志 在所有细胞中都表达的基因，与细胞分化无关，其表达产物如呼吸酶、ATP水解酶等不能证明细胞发生分化；只有在特定细胞中基因选择性表达的产物才体现细胞分化，如胰岛素、血红蛋白等可以证明细胞发生了分化。 2．判断细胞全能性的标志 由体细胞发育成一个个体能证明体细胞具有全能性。判断体细胞是否具有全能性的标志是看起点和终点，起点是“已分化的体细胞”，终点是发育成“个体”。 　(2022·山东等级考)某种干细胞中，进入细胞核的蛋白APOE可作用于细胞核骨架和异染色质蛋白，诱导这些蛋白发生自噬性降解，影响异染色质上的基因的表达，促进该种干细胞的衰老。下列说法错误的是(　　) A．细胞核中的APOE可改变细胞核的形态 B．敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老 C．异染色质蛋白在细胞核内发生自噬性降解 D．异染色质蛋白的自噬性降解产物可被再利用 [解析]　由“蛋白APOE可作用于细胞核骨架”可知，APOE可改变细胞核的形态，A正确；蛋白APOE可促进该种干细胞的衰老，所以敲除APOE基因可延缓该种干细胞的衰老，B正确；自噬是在溶酶体(如动物)或液泡(如植物、酵母菌)中进行的，不在细胞核内，C错误；异染色质蛋白的自噬性降解产物是氨基酸，可被再利用，D正确。 [答案]　C 三、细胞衰老的特点与学说 1．衰老细胞的特点 (1)代谢的变化 (2)细胞核的变化：染色质凝缩，染色加深；体积增大；核膜内陷。 2．细胞衰老原因之“二学说” (1)自由基学说：各种生化反应产生的自由基会损伤生物膜、攻击DNA、攻击蛋白质等致使细胞衰老。 (2)端粒学说：染色体两端的特殊DNA序列(端粒)会随细胞分裂次数的增加而被“截短”，进而损伤正常基因的DNA序列，使细胞活动渐趋异常。 　(2022·浙江6月选考)下列关于细胞衰老和凋亡的叙述，正确的是(　　) A．细胞凋亡是受基因调控的 B．细胞凋亡仅发生于胚胎发育过程中 C．人体各组织细胞的衰老总是同步的 D．细胞的呼吸速率随细胞衰老而不断增大 [解析]　细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡的过程，A正确；细胞凋亡贯穿于整个生命历程，B错误；人体不同组织细胞的衰老并不同步，故不同细胞的存活时间并不相同，C错误；细胞衰老时呼吸速率减慢，新陈代谢减慢，D错误。 [答案]　A 四、细胞凋亡的机理 　(2023·海南等级考)根边缘细胞是从植物根冠上游离下来的一类特殊细胞，可合成并向胞外分泌多种物质形成黏胶层。用DNA酶或蛋白酶处理黏胶层会使其厚度变薄。将物质A加入某植物的根边缘细胞悬液中，发现根边缘细胞的黏胶层加厚，细胞出现自噬和凋亡现象。下列有关叙述错误的是(　　) A．根边缘细胞黏胶层中含有DNA和蛋白质 B．物质A可导致根边缘细胞合成胞外物质增多 C．根边缘细胞通过自噬可获得维持生存所需的物质和能量 D．物质A引起的根边缘细胞凋亡，是该植物在胚发育时期基因表达的结果 [解析]　根据题干信息“用DNA酶或蛋白酶处理黏胶层会使其厚度变薄”可知，边缘细胞黏胶层中含有DNA和蛋白质，A正确；根据题干信息“物质A加入某植物的根边缘细胞悬液中，发现根边缘细胞的黏胶层加厚”可知，物质A可导致根边缘细胞合成胞外物质增多，B正确；细胞通过自噬，分解部分细胞中的物质和结构，获得维持生存所需的物质和能量，C正确；物质A引起细胞凋亡是在外界不良环境下引起的，不是在胚发育时期基因表达的结果，D错误。 [答案]　D 五、细胞分化、衰老、凋亡、坏死与癌变的比较 项目 举例 实质 结果 遗传物质 细胞分化 如根尖中各种各样的细胞都是由分生区细胞分化形成的 基因选择性表达　　 形成形态、结构、功能不同的组织细胞　 不发生改变 细胞衰老 例如，高等动物和人的肠道上皮细胞，每24～48 h就更新一次；人红细胞的寿命为100～120天 内因、外因共同作用 细胞正常死亡 不发生改变 细胞凋亡 清除多余、病变和衰老死亡的细胞(如①蝌蚪在发育过程中，尾和鳃的消失；②人胚胎发育过程中，产生过量的神经细胞的调整；③植物体胚发育过程中胚柄的退化；④单性植物中花器官的退化；⑤植物体内通气组织的形成；⑥被病原体感染细胞的清除等) 严格受基因调控的死亡　　 基因决定的细胞自动结束生命的正常死亡　　 不发生改变 细胞坏死 如皮肤烫伤 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 不发生改变 细胞癌变 物理致癌因子(如紫外线、电离辐射等)；化学致癌因子(如吸烟时烟雾中的物质、亚硝酸盐等)；生物致癌因子(如某些病毒、细菌、霉菌等) 致癌因子诱发突变 形成有无限增殖能力的癌细胞；缺少粘连蛋白，易在体内转移；细胞形态发生改变 发生改变 　(2022·广东选择性考试)为研究人原癌基因Myc和Ras的功能，科学家构建了三组转基因小鼠(Myc、Ras及Myc＋Ras，基因均大量表达)，发现这些小鼠随时间进程体内会出现肿瘤(如图)。下列叙述正确的是(　　) A．原癌基因的作用是阻止细胞正常增殖 B．三组小鼠的肿瘤细胞均没有无限增殖的能力 C．两种基因在人体细胞内编码功能异常的蛋白质 D．两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应 [解析]　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；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖，A错误。肿瘤细胞可无限增殖，B错误。原癌基因的正常表达对于细胞正常的生长和分裂是必需的，原癌基因Myc和Ras在人体细胞内编码功能正常的蛋白质，C错误。据图分析，同时转入Myc和Ras的小鼠中，肿瘤小鼠比例大于只转入Myc或Ras的小鼠，说明两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应，D正确。 [答案]　D 　结合细胞生命历程，考查生命观念素养 1．(2021·浙江1月选考)秀丽隐杆线虫发育过程中某阶段的体细胞有1090个，而发育成熟后体细胞只有959个。体细胞减少的原因是(　　) A．细胞凋亡　　　 B．细胞衰老 C．细胞癌变 D．细胞分裂 2．(2022·江苏选择性考试)下列关于细胞生命历程的叙述正确的是(　　) A．胚胎干细胞为未分化细胞，不进行基因选择性表达 B．成人脑神经细胞衰老前后，代谢速率和增殖速率都由快变慢 C．刚出生不久的婴儿体内也会有许多细胞发生凋亡 D．只有癌细胞中能同时发现突变的原癌基因和抑癌基因 　结合细胞分化及全能性，考查分析推断能力 3．(2023·稽阳联考)下列关于细胞分化的叙述，正确的是(　　) A．已经分化的细胞不能再分裂增殖 B．体内细胞的分化大多是不可逆的 C．基因的选择性表达只发生在细胞分化的过程中 D．细胞分化不改变遗传物质，故高度分化的体细胞也都具有全能性 4．(2023·浙江强基联盟统测)研究人员发现人视网膜色素上皮组织也存在神经干细胞，对此种干细胞进行培养后能得到多种细胞，如下图所示。下列叙述正确的是(　　) A．图中所示过程中不发生DNA分子的复制 B．图中各细胞的RNA和蛋白质完全不相同 C．分化后的细胞中某些细胞器的数量会有差异 D．图中所示过程不会发生细胞凋亡 　结合细胞衰老与凋亡，考查科学思维素养 5．(2023·山东等级考)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 6．(2023·湖南选择性考试)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 　结合细胞的癌变，考查科学思维与社会责任素养 7．(2023·浙江选考仿真卷)如图所示为结肠癌发病过程中细胞形态与基因的变化，下列有关叙述正确的是(　　) A．抑癌基因的突变会导致细胞周期变长 B．与细胞增殖有关的某一基因发生突变，就会导致细胞癌变 C．癌细胞易于转移与其细胞膜上的粘连蛋白增多有关 D．通过镜检观察细胞形态可作为判断细胞癌变的依据 阅读下列材料，回答第8、9题。 人体酒精代谢主要在肝脏进行。肝细胞的光面内质网有分解酒精的作用，酒精经一系列脱氢氧化生成乙酸，乙酸可直接进入线粒体参与需氧呼吸的Ⅱ、Ⅲ阶段，从而彻底氧化分解。酒后驾驶是危害交通安全的危险行为，对酒后驾驶人员可采用吹气式检测仪快速筛查。某种吹气式检测仪内芯是含有重铬酸钾的硅胶柱，通过变色反应可初步判定是否饮酒。 过度酗酒可引发肝硬化，甚至肝癌。肝癌细胞具有无限增殖、失去接触抑制、体内转移和多核等特征。癌细胞代谢也出现异常，癌细胞和正常分化细胞在有氧条件下产生的ATP总量没有明显差异，但癌细胞从内环境摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖是正常细胞的若干倍。癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖厌氧呼吸产生ATP的现象，称为“瓦堡效应”。 8．(2023·嘉兴检测)下列关于肝癌细胞某些特征的分析，不合理的是(　　) A．癌细胞具有变形运动能力可能与细胞骨架完全缺失有关 B．癌细胞多核现象可能是因为核分裂与胞质分裂不同步所致 C．癌细胞无限增殖的原因可能与“端粒DNA”长度变化有关 D．癌细胞失去接触抑制的原因可能与细胞膜表面某些粘连蛋白功能缺失有关 9．(2023·嘉兴检测)肝癌细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢过程如下图所示。下列叙述正确的是(　　) 注：NADH是一种氢的载体，也可用[H]表示。 A．过程①和③都能产生少量的ATP B．过程②会消耗①过程产生的NADH C．过程③产生的NAD＋对①过程具有抑制作用 D．“瓦堡效应”导致癌细胞消耗的葡萄糖越多，释放的能量越少 10．(2022·湖南选择性考试)关于癌症，下列叙述错误的是(　　) A．成纤维细胞癌变后变成球形，其结构和功能会发生相应改变 B．癌症发生的频率不是很高，大多数癌症的发生是多个基因突变的累积效应 C．正常细胞生长和分裂失控变成癌细胞，原因是抑癌基因突变成原癌基因 D．乐观向上的心态、良好的生活习惯，可降低癌症发生的可能性 【精读课本】 自主诊断 一、1．(1)形态　结构　功能　持久　差异性　(3)有选择地　2．(1)未分化细胞 二、全部遗传物质　细胞　细胞核　离体　受精卵　体细胞　低　高 三、1．发育成熟　减退　下降　不可逆　3．增殖产生的新细胞　5．修复　积累 四、1．基因　受基因调控　病理性　2．(3)凋亡小体　(4)膜封闭　炎症　3．细胞凋亡　4．普遍存在　5．尾和鳃　胚柄 五、1．(1)具有无限增殖的能力　(2)能在体内转移　(4)代谢旺盛　2．(1)原癌基因的激活　抑癌基因功能的丧失　细胞增殖　过量表达　(2)物理　化学　生物 第4讲　细胞的分化、衰老、凋亡与癌变 延伸迁移·实现融会贯通 1．A　[细胞凋亡是正常的生命现象，秀丽隐杆线虫个体发育过程中有细胞凋亡发生。秀丽隐杆线虫发育过程中某阶段的体细胞有1090个，而发育成熟后体细胞只有959个，体细胞减少是细胞凋亡导致的，A正确；细胞衰老会导致细胞大小和形态改变，但细胞数目不会减少，衰老细胞的清除是通过细胞凋亡实现的，B错误；癌变的细胞会导致细胞具有无限增殖的能力，导致细胞数目增多而非减少，C错误；细胞分裂会导致细胞数目增多而非减少，D错误。] 2．C　[胚胎干细胞为未分化细胞，但是也会进行基因的选择性表达，A错误；细胞衰老，会引起代谢速率变慢，如果一个细胞不再进行细胞增殖，还没有细胞衰老，那它的增殖速率在衰老前后就不会发生变化，B错误；细胞凋亡是生物体正常的生理现象，有利于个体的生长发育，刚出生不久的婴儿体内也会有许多细胞发生凋亡，C正确；原癌基因和抑癌基因同时发生突变，也不一定会发生细胞癌变，D错误。] 3．B　[已经分化的细胞也可能分裂增殖，如造血干细胞，A错误；细胞分化一般具有不可逆性，B正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，但基因的选择性表达并非只发生在细胞分化的过程中，如细胞凋亡时可发生基因的选择性表达，C错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，遗传物质不改变，一般高度分化的体细胞具有发育成完整个体的全套遗传物质，因此也具有全能性，但个别细胞在分化过程中失去了细胞核，没有了遗传物质，因此不具有全能性，如筛管细胞，D错误。] 4．C　[题干图中所示干细胞的增殖过程中会发生DNA分子的复制，A错误；题干图中各种不同细胞的RNA和蛋白质不完全相同，而不是完全不相同，B错误；分化后的细胞中某些细胞器的数量会有差异，C正确；图中所示过程也会发生细胞凋亡，D错误。] 5．B　[蝌蚪尾的消失是通过细胞凋亡实现的，A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”可知，蛋白酶L影响细胞焦亡，进一步说明敲除编码蛋白酶L的基因会影响细胞焦亡，B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正确。] 6．D　[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正确；据题图分析可知，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正确；siRNA干扰TRPM7基因实验组细胞凋亡率高，Bcl­2基因表达量降低，而Bcl­2基因抑制细胞凋亡，故TRPM7基因可能通过促进Bcl­2基因的表达来抑制细胞凋亡，C正确；由题图可知，siRNA干扰TRPM7基因实验组，Bax基因表达量增加，Bcl­2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错误。] 7．D　[原癌基因和抑癌基因的突变将导致细胞癌变，癌细胞具有无限增殖的能力，其细胞周期缩短，A错误；细胞癌变是多个基因突变累加作用的结果，B错误；癌细胞容易在体内转移与其细胞膜上粘连蛋白等物质的减少有关，C错误；由于细胞癌变后形态发生明显改变，故可在光学显微镜下观察细胞的形态，判断细胞是否发生癌变，D正确。] 8．A　[细胞骨架在维持细胞形态、胞内运输、变形运动等方面发挥着重要作用，而癌细胞的形态结构发生变化的根本原因是抑癌基因和原癌基因发生基因突变，而细胞骨架的结构紊乱也是基因突变所致的，A不合理；癌细胞多核现象的原因有可能是在单核细胞内细胞核进行了分裂，而细胞质未分裂，即核分裂与胞质分裂不同步所致，B合理；端粒学说认为端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截，随着细胞分裂次数增加，截短的部分会逐渐向内延伸，所以癌细胞无限增殖可能与“端粒DNA”长度变化有关，C合理；接触抑制是指正常细胞生长相互接触后，粘连蛋白识别了这种信息，就会使细胞的运动和分裂都停止，而癌细胞细胞膜上的粘连蛋白功能缺失或减少，都有可能会使癌细胞丧失接触抑制，D合理。] 9．B　[过程①是细胞呼吸第一阶段，产生少量的ATP，③是生成乳酸的厌氧呼吸第二阶段，不产生ATP，A错误；过程②是需氧呼吸第二和第三阶段，第三阶段会消耗①过程(第一阶段)和第二阶段产生的NADH，生成H2O，B正确；过程③产生的NAD＋促进了①过程，C错误；癌细胞即使在氧气供应充足的条件下也主要依赖厌氧呼吸产生ATP的现象，称为“瓦堡效应”，癌细胞消耗的葡萄糖越多，释放的能量也越多，D错误。] 10．C　[细胞癌变结构和功能会发生相应改变，如成纤维细胞癌变后变成球形，A正确；癌变发生的原因是基因突变，基因突变在自然条件下具有稀有性，故癌症发生的频率不是很高，且癌症的发生并不是单一基因突变的结果，而是多个相关基因突变的累积效应，B正确；细胞癌变的原因是原癌基因和抑癌基因发生突变所致，C错误；开朗乐观的心理状态会影响神经系统和内分泌系统的调节功能，良好的生活习惯如远离辐射等，能降低癌症发生的可能性，D正确。] 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 课时分层作业(十五)　 1．C　[根据题意，成神经细胞在分裂时细胞质成分不对称分布，一极含有顶端复合物，另一极含有基部蛋白，含有顶端复合物的子细胞成为新的成神经细胞，含有基部蛋白的子细胞成为神经节母细胞，说明细胞质成分不对称分布有利于细胞分化，C正确，A、B、D错误。] 2．B　[两种细胞的蛋白质不完全相同是直接原因，A错误；同一个体皮肤细胞与神经细胞的形态、结构和功能不同，其根本原因是这两种细胞中基因选择性表达的结果，所以两种细胞形成的mRNA不完全相同，B正确；两种细胞的tRNA、DNA的碱基排序相同，C、D错误。] 3．D　[利用胚胎干细胞在实验室中培育出了“微型人脑”组织，但没有形成完整的个体，也没有体现出其分化为各种细胞，因此不能体现动物细胞核的全能性，A错误；在培育“微型人脑”组织的过程中，发生了细胞的有丝分裂、分化、衰老等过程，B错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，该过程中遗传物质没有发生改变，C错误；在培育“微型人脑”组织的过程中，发生了细胞凋亡过程，因此细胞会发生编程性死亡，D正确。] 4．B　[据题意可知，CTL杀伤靶细胞的方式一，CTL与靶细胞接触后释放大量穿孔素，在穿孔素的作用下，细胞膜的通透性和细胞渗透压改变，最终导致内容物大量溢出，细胞溶解死亡，而且溢出的细胞内容物会影响到周围细胞，故方式一属于细胞坏死；方式二，CTL表达信息分子，它被释放到细胞外与靶细胞表面的受体结合，引起靶细胞内相关基因表达，最终被吞噬细胞摄取，导致细胞死亡，可见该细胞死亡并不危及相邻细胞，故方式二属于细胞凋亡。] 5．C　[细胞衰老，膜脂氧化导致细胞膜流动性降低，A错误；只有连续进行有丝分裂的细胞才具有细胞周期，B错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡的过程，两个过程中核酸种类都会发生改变，C正确；癌细胞形成的根本原因是细胞内原癌基因和抑癌基因的突变，D错误。] 6．B　[分化过程中遗传物质不改变，是基因选择性表达的过程，A错误；红细胞和免疫细胞是经分化出的不同细胞，在结构与功能上存在差异，B正确；胚胎干细胞的分化程度比造血干细胞的分化程度低，因此其全能性比造血干细胞的全能性高，C错误；造血干细胞是正常细胞，不具有无限增殖的能力，癌细胞才具有无限增殖的能力，D错误。] 7．D　[细胞分化过程中，遗传物质不发生改变，即造血干细胞分化为不同种类细胞的过程中遗传物质没有改变，A错误；造血干细胞进行的增殖方式为有丝分裂，有丝分裂具有周期性，且绝大多数造血干细胞处于分裂间期，B错误；休眠状态的造血干细胞依然具有活性，因而其中的物质的合成与分解依然在进行，C错误；由造血干细胞分化而来的不同细胞内，细胞器的功能一般不发生改变，但细胞器的种类和数量会发生改变，D正确。] 8．D　[受精卵分化能力很强，A细胞能分化形成单核细胞和血红细胞，因此在图中A、B、C、D四类细胞里，分化能力最接近受精卵的是A，A正确；过程①D细胞发生分化形成成纤维细胞，故该过程发生了mRNA种类和数量的改变，B正确；过程②为细胞分裂，故该过程发生过中心体、染色体、核DNA的倍增，C正确；细胞分化一般是不可逆的，D错误。] 9．B　[本实验遵循单因子变量原则，本实验的自变量为注入细胞色素c后的时间，A错误；从图中可以看出，随着凋亡时间的延长，200 bp的条带越来越多，而其他片段含量减少，说明细胞凋亡时，DNA降解产生的最终产物大多数为200 bp左右的片段，B正确；细胞凋亡时，第1组与第6组(空白对照)一样，细胞内的DNA没有被降解，2～5组细胞内的DNA均有不同程度的降解，第5组降解最充分，但没有完全降解，还有600 bp和400 bp的片段，C错误；细胞色素c是参与电子传递的重要蛋白质，位于线粒体内膜上，D错误。] 10．C　[分析题图可知，肿瘤细胞在没有VK2诱导的情况下也会凋亡，只是凋亡率相对较低；随着VK2浓度的不断增大，肿瘤细胞的凋亡率也随之增大，Bcl-2基因转录形成的mRNA相对值逐渐减小，而bax基因转录形成的mRNA相对值变化不大，说明bax基因稳定表达并没有使VK2失去诱导细胞凋亡的作用，VK2诱导细胞凋亡可能与Bcl-2基因表达减弱有关，VK2可能通过抑制Bcl-2基因表达而诱导细胞凋亡；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，抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖，Bcl-2基因和bax基因与细胞凋亡相关，但不能确定谁是原癌基因，谁是抑癌基因。] 11．D　[蛋白水解酶能使蛋白质的肽键断开，生成氨基酸或多肽，A正确；钙离子进入细胞通过主动转运需要转运蛋白协助，B正确；细胞色素c位于线粒体内膜上，是生物氧化的一个非常重要的电子传递体，在线粒体嵴上与其他氧化酶排列成呼吸链，C正确；植物受病原菌感染后，特异的蛋白水解酶被激活，从而诱导植物细胞编程性死亡，同时病原菌被消灭，避免了病原菌对邻近细胞的进一步感染，D错误。] 12．C　[对照组中凋亡率大于0，说明未导入凋亡素基因的黑色素瘤细胞中也存在细胞凋亡基因，A正确；实验组中凋亡率明显大于对照组，说明凋亡素基因导入黑色素瘤细胞后，具有明显的致凋亡作用，B正确；根据实验组中DNA复制准备期的细胞比例减少，而DNA复制期和分裂期的细胞比例增加，可知凋亡素将黑色素瘤细胞的分裂阻滞在DNA复制期或分裂期，C错误；表格数据只显示了各个时期占细胞周期的比值，没有显示细胞周期的时长，所以不能表明凋亡素通过延长细胞周期来抑制黑色素瘤细胞的分裂，D正确。] 13．C　[据表分析，低剂量组的脑畸形胚胎数/活胚胎数(%)为33%，与对照组(0)相比明显升高，故低剂量海洛因即可严重影响胚胎的正常发育，A正确；Bax为脑中促凋亡蛋白，分析表格数据可知，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正确；细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡，是一种正常的生理现象，且据表可知，对照组的Bax含量为6.7，故对照组胚胎的发育过程中也会出现细胞凋亡，C错误；据表格数据分析可知，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正确。] 14．C　[ADC可通过胞吞的方式进入肿瘤细胞，A错误；抗体进入细胞后，溶酶体裂解，释放药物，导致细胞凋亡，B错误；单克隆抗体携带细胞毒素与肿瘤细胞特异性结合，C正确；肿瘤细胞凋亡是细胞主动死亡的过程，由于存在基因的选择性表达，也会产生新蛋白质，D错误。] 15．C　[α-酮戊二酸合成酶被溶酶体降解，其降解产物可被细胞再利用，A正确；根据题干信息“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”可知，α-酮戊二酸含量降低促进细胞分化，而含量升高不利于胚胎干细胞的分化，B正确；根据题干信息“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”可知，抑制L基因表达，复合体不能与受体L结合，不利于降解α-酮戊二酸合成酶，细胞中α-酮戊二酸的含量会升高，C错误；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，D正确。] 16．答案：(1)自由基　(2)RNA聚合　miRNA　(3)P蛋白能抑制细胞凋亡，miRNA表达量升高，与P基因的mRNA结合增多，导致合成的P蛋白减少，无法抑制细胞凋亡　(4)可通过增大细胞内circRNA的含量，靶向结合miRNA使其不能与P基因的mRNA结合，从而提高P基因的表达量，抑制细胞凋亡 17．答案：(1)基因选择性表达　(2)低于250 μg·mL-1的RBE和LFBE不影响3T3-L1前脂肪细胞的活力。RBE浓度超过1000 μg·mL-1时对3T3-L1前脂肪细胞的活力有一定的抑制作用。LFBE浓度达到500 μg·mL-1时，可显著抑制3T3-L1前脂肪细胞的活力，且随着浓度的增大和时间的延长，抑制作用不再有明显变化　(3)3T3-L1前脂肪细胞＋细胞培养液＋INS＋DEX＋IBMX　保证3T3-L1前脂肪细胞100%分化为成熟脂肪细胞(或保证100%的分化率)　(4)抑制　LFBE可通过调节相关基因的表达(转录)，减少脂肪细胞合成，增强细胞对葡萄糖的摄取，从而抑制3T3-L1 前脂肪细胞的分化 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 课时分层作业(十五)　细胞的分化、衰老、凋亡与癌变 1．(2024·浙江嘉兴高三模拟预测)果蝇外胚层的成神经细胞在分裂时细胞质成分不对称分布，一极含有顶端复合物，另一极含有基部蛋白，含有顶端复合物的子细胞成为新的成神经细胞，含有基部蛋白的子细胞成为神经节母细胞。这种细胞质成分不对称分布有利于(　　) A．细胞增殖　　 B．细胞衰老 C．细胞分化 D．细胞凋亡 2．(2023·浙江高三开学摸底联考) 同一个体皮肤细胞与神经细胞的形态、结构和功能不同，其根本原因是这两种细胞的(　　) A．蛋白质不完全相同 B．mRNA不完全相同 C．tRNA不完全相同 D．DNA的碱基排序不同 3．(2024·浙江强基联盟高三联考)科学家利用胚胎干细胞在实验室中培育出了“微型人脑”组织，该组织具备9周胎儿大脑的发育水平。下列相关叙述正确的是(　　) A．该培育过程体现了动物细胞核具有全能性 B．该培育过程中不会发生细胞衰老 C．该培育过程中遗传物质会发生改变而引起细胞分化 D．该培育过程中细胞会发生基因控制下的编程性死亡 4．(2023·杭州调研)细胞毒性T细胞(简称CTL)，对靶细胞的杀伤作用有多种方式。方式一：CTL与靶细胞接触后释放大量穿孔素，穿孔素插入靶细胞膜上，并多聚化形成孔径较大的穿膜通道，这种通道迅速改变了细胞膜的通透性和细胞渗透压，最终导致内容物大量溢出，细胞溶解死亡。方式二：CTL表达信息分子，它被释放到细胞外与靶细胞表面的受体结合，引起靶细胞内相关基因表达，靶细胞演变成许多囊泡状结构并被吞噬细胞摄取。当细胞坏死时会溢出细胞质，影响到周围细胞，而细胞凋亡并不危及相邻细胞。综合分析，CTL杀伤靶细胞的方式一、方式二分别属于(　　) A．细胞凋亡、细胞凋亡 B．细胞坏死、细胞凋亡 C．细胞凋亡、细胞坏死 D．细胞坏死、细胞坏死 5．(2023·浙江“山水联盟”高三联考)下列关于细胞生命历程的描述正确的是(　　) A．细胞衰老，膜脂氧化导致细胞膜流动性升高 B．进行有丝分裂的细胞均具有细胞周期 C．细胞分化、细胞凋亡的过程中核酸种类都会发生改变 D．癌细胞是由正常细胞转化而来，根本原因是原癌基因选择性表达所导致 6．(2023·浙江Z20名校联盟联考)脐带血中含有丰富的造血干细胞，可用于重建人体造血和免疫系统。下列叙述正确的是(　　) A．分化过程中遗传物质发生改变 B．红细胞和免疫细胞在结构与功能上存在差异 C．造血干细胞的全能性大于胚胎干细胞 D．造血干细胞具有无限增殖的能力 7．(2024·浙江嘉兴模拟)造血干细胞具有多向分化潜能、高增殖能力和保持休眠状态的能力。下列叙述正确的是(　　) A．造血干细胞分化为不同种类细胞的过程中遗传物质发生选择性改变 B．造血干细胞的增殖具有周期性，且绝大多数造血干细胞处于分裂期 C．休眠状态的造血干细胞内物质的合成与分解均处于停止状态 D．由造血干细胞分化而来的不同细胞内，细胞器的功能一般不发生改变 8．(2024·浙江新阵地教育联盟联考)下图表示人体部分组织细胞的形成过程。A细胞到单核细胞、血红细胞的几种途径中部分属于人为调控过程。PU、GATA为两种蛋白质，是细胞调控因子。下列叙述错误的是(　　) A．图中A、B、C、D四类细胞，分化能力最接近受精卵的是A B．过程①发生了mRNA种类和数量的改变 C．过程②发生过中心体、染色体、核DNA的倍增 D．单核细胞能与血红细胞相互转化，说明自然发育中细胞分化是可逆的 9．(2024·浙江学军中学高三适应性考试)细胞色素c是参与电子传递的重要蛋白质，也能诱导细胞凋亡。某科研小组对此进行了研究：将少量细胞色素c注入细胞溶胶后，提取细胞内DNA并进行电泳，结果如下图所示，下列叙述正确的是(　　) 注：1～5组分别为注入细胞色素c后0、1、2、3、4小时；6为空白对照；7为标准DNA。 A．本实验的自变量为是否在细胞溶胶注入细胞色素c B．细胞凋亡时，DNA降解产生的最终产物大多数为200 bp左右的片段 C．2～5组细胞内的DNA均有不同程度的降解，第5组已完全降解 D．线粒体基质中的细胞色素c转移到细胞溶胶中可能诱发细胞凋亡 10．(2023·温州模拟)利用不同浓度的维生素K2(VK2)培养肿瘤细胞72 h后，测定肿瘤细胞凋亡率与细胞凋亡相关基因Bcl-2 和bax的表达情况(以转录形成的mRNA相对值表示)，结果如图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A．肿瘤细胞在没有VK2诱导情况下不会凋亡 B．bax基因稳定表达使VK2失去诱导细胞凋亡的作用 C．VK2诱导细胞凋亡可能与Bcl-2表达减弱有关 D．Bcl-2基因是抑癌基因，bax基因是原癌基因 11．(2023·杭州二中模拟)植物受病原菌感染后，特异的蛋白水解酶被激活，从而诱导植物细胞编程性死亡，同时病原菌被消灭。激活该蛋白水解酶有两条途径：①由钙离子进入细胞后启动；②由位于线粒体内膜上参与细胞呼吸的细胞色素c含量增加启动。下列叙述错误的是(　　) A．蛋白水解酶能催化肽键的断裂 B．钙离子通过细胞膜需要借助转运蛋白 C．细胞色素c可能与电子传递链有关 D．细胞编程性死亡加剧了病原菌对邻近细胞的进一步感染 12．(2023·绍兴模拟)凋亡素基因能选择性诱导黑色素瘤细胞凋亡，而对正常体细胞无影响。研究者将凋亡素基因导入黑色素瘤细胞后，检测黑色素瘤细胞的凋亡率及细胞周期中各阶段所占比例如表所示，以下相关分析错误的是(　　) 组别 凋亡率(%) DNA复制准备期(%) DNA复制期(%) 分裂期(%) 对照组 6.38 66.73 24.68 8.59 实验组 52.09 32.66 48.45 18.89 注：DNA复制准备期和DNA复制期均属于分裂间期。 A．未导入凋亡素基因的黑色素瘤细胞中也存在细胞凋亡基因 B．凋亡素基因导入黑色素瘤细胞后，具有明显的致凋亡作用 C．凋亡素将黑色素瘤细胞的分裂阻滞在DNA复制准备期 D．从表格数据中不能得出凋亡素通过延长细胞周期来抑制黑色素瘤细胞的分裂的结论 13．(2021·北京等级考)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。 　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－l) 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 14．抗体—药物耦联物(ADC)通过将细胞毒素类药物与单克隆抗体结合，实现了对肿瘤细胞的选择性杀伤，过程如图所示。下列表述正确的是(　　) ADC的作用机制示意图 A．ADC可通过主动转运进入肿瘤细胞 B．抗体进入细胞后激活溶酶体酶，导致细胞凋亡 C．单克隆抗体携带细胞毒素与肿瘤细胞特异性结合 D．肿瘤细胞凋亡是细胞主动死亡的过程，所以不会产生新蛋白质 15．(2021·山东等级考)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的分化 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 16．(2023·广东选择性考试)放射性心脏损伤是由电离辐射诱导的大量心肌细胞凋亡产生的心脏疾病。一项新的研究表明，circRNA可以通过miRNA调控P基因表达进而影响细胞凋亡，调控机制见下图。miRNA是细胞内一种单链小分子RNA，可与mRNA靶向结合并使其降解。circRNA是细胞内一种闭合环状RNA，可靶向结合miRNA使其不能与mRNA结合，从而提高mRNA的翻译水平。 回答下列问题： (1)放射刺激心肌细胞产生的________会攻击生物膜的磷脂分子，导致放射性心肌损伤。 (2)前体mRNA是通过________酶以DNA的一条链为模板合成的，可被剪切成circRNA等多种RNA。circRNA和mRNA在细胞质中通过对________的竞争性结合，调节基因表达。 (3)据图分析，miRNA表达量升高可影响细胞凋亡，其可能的原因是_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (4)根据以上信息，除了减少miRNA的表达之外，试提出一个治疗放射性心脏损伤的新思路。 _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 17．3T3-L1前脂肪细胞在胰岛素(INS)、地塞米松(DEX)和3-异丁基-1-甲基-黄嘌呤(IBMX)的刺激下，具有100%分化为成熟脂肪细胞的能力，是目前研究肥胖的常用细胞模型。为研究发酵大麦提取物(LFBE)对3T3-L1前脂肪细胞活力与分化的影响，科研人员在适宜条件下进行了以下实验。实验材料如下：小鼠3T3-L1前脂肪细胞，细胞培养液，未发酵大麦提取物(RBE)，发酵大麦提取物(LFBE)，胰岛素，地塞米松(DEX)，3-异丁基-1-甲基-黄嘌呤(IBMX)等。 实验1：用RBE与LFBE分别处理小鼠3T3-L1前脂肪细胞24 h、48 h后，测定3T3-L1前脂肪细胞的存活率，结果如图所示。 (1)3T3-L1前脂肪细胞分化为成熟脂肪细胞可能是________________的结果。 (2)根据实验1的结果可得出的结论是____________________________________ _____________________________________________________________________。 实验2：用三种不同浓度的RBE与LFBE分别诱导3T3-L1前脂肪细胞分化8 d后，观察细胞形态，记录脂滴数量，统计细胞分化率。结果显示，与模型组细胞相比，RBE处理组均未显著减少细胞内脂滴数量，LFBE处理组均能显著减少细胞内脂滴数量。回答下列问题： (3)实验2中模型组的实验处理是______________________，这样处理的目的是______________。 (4)根据实验2的结果推测，LFBE能________(填“促进”或“抑制”)3T3-L1前脂肪细胞分化。进一步研究发现，LFBE能减少脂代谢相关基因的mRNA表达量，增加葡萄糖转运蛋白的mRNA表达量，由此推测，LFBE影响前脂肪细胞分化的作用机理可能是_________________________________________________ _____________________________________________________________________。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$