内容正文:
高考总复习
生物学
第三单元 细胞的生命历程
第三讲 细胞的分化、癌变、衰老与凋亡
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.描述细胞在某些化学物质、射线以及病毒的作用下,基因突变概率可能提高,而某些基因突变能导致细胞分裂失控,甚至发生癌变。
3.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。
考点一 细胞的分化与细胞的全能性
1.细胞分化和干细胞
提醒:①细胞分化程度越高,细胞分裂的能力一般就越低。
②分化的细胞不一定不再进行分裂,如B淋巴细胞接受抗原刺激后可进行分裂。
③同一个体不同类型的分化细胞内,mRNA和蛋白质并非完全不同。
2.细胞的全能性
提醒:①与植物细胞相比,动物细胞的全能性受到限制,但动物细胞的细胞核的全能性仍可以表达。
②分化程度高的细胞全能性不一定低,如生殖细胞由性母细胞分化而来,属于高度分化的细胞,但全能性依然较高。
1.易错辨析——规避高频误区(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)胚胎干细胞可形成神经细胞、骨骼肌细胞等多种类型的细胞,该过程属于细胞分化。( )
(2)人体内的神经细胞能够脱分化到受精卵的状态。( )
(3)同一个体的神经细胞与肌肉细胞细胞核中的染色体数目不同。( )
(4)胡萝卜根单个细胞经体外培养,能发育成完整的植株,其根本原因是胡萝卜根细胞具有该物种的全套基因。( )
√
×
×
√
2.深度思考——挖掘新命题点
(1)同一个人的胰岛β细胞和神经细胞核基因的种类和数目完全相同,但形态、结构和生理功能却存在很大差异,其直接原因是细胞中的_____ ____不完全相同,根本原因是________________________。
(2)利用干细胞可以培养组织、器官用来修复受到损伤的组织、器官,其原因是_____________________________________________________。
蛋白
质
基因的选择性表达
干细胞具有分裂、分化的能力,可以培养出组织和器官
[例1] (2024·浙江宁波模拟)如图表示成纤维细胞在调控过程中的定向转化,关于①②③过程中细胞发生的变化,下列描述正确的是( )
B
A.①过程中可发生的变异类型有基因突变、基因重组、染色体变异
B.由图推测在调控过程中细胞分化可逆
C.在③过程中,细胞的遗传物质发生了改变
D.成纤维细胞中的蛋白质与神经细胞中的完全不同
解析:①有丝分裂过程中可发生的变异类型有基因突变、染色体变异,不会发生基因重组,A错误;由图示可知,在调控过程中,成纤维细胞经处理,变成了干细胞,最终又被定向诱导成神经细胞,实现了可逆,B正确;③过程为细胞分化过程,遗传物质并未发生改变,C错误;成纤维细胞与神经细胞有相同的蛋白质,如呼吸酶等,D错误。
[例2] (2025·浙江衢州联考)生物体细胞中含有决定生长、分裂和分化的全套遗传信息,其中甲类基因编码的产物对细胞自身生存无直接影响,乙类基因编码的产物是细胞生命活动持续需要和必不可少的。分析上述信息,下列相关叙述错误的是( )
A.在效应B细胞中表达而在B细胞中不能表达的基因属于甲类基因
B.控制ATP合成酶和ATP水解酶合成的基因属于乙类基因
C.处于有丝分裂中期的细胞内甲类基因不表达,而乙类基因均能表达
D.红细胞的形成过程中特异性蛋白合成的基础是基因的选择性表达
C
解析:在效应B细胞中表达而在B细胞中不能表达,即该类基因只能在部分细胞中表达,说明该基因编码的产物对细胞自身生存无直接影响,属于甲类基因,A正确;ATP是细胞内的直接能源物质,而ATP的合成与水解分别需要ATP合成酶和ATP水解酶的催化,可见,该类基因编码的产物是细胞生命活动持续需要和必不可少的,属于乙类基因,B正确;有丝分裂中期,细胞内染色体高度螺旋化,致使核DNA分子不能解旋,其上的基因均不能表达,C错误;红细胞的形成过程也就是细胞分化的过程,而细胞分化的实质是基因的选择性表达,D正确。
细胞分化的判断标准——关键看是否“与众不同”
[例3] (2025·浙江绍兴模拟)如图为胡萝卜的植物组织培养示意图,下列叙述错误的是( )
A.③胡萝卜植株的花粉细胞也具有细胞的全能性
B.①过程中既进行细胞分裂又进行细胞分化
C.图示过程体现了植物细胞核的全能性
D.根与叶的细胞功能不同的根本原因是基因的选择性表达
C
解析:③胡萝卜植株的花粉细胞具有该生物的全套遗传信息,具有全能性,A正确;①为再分化过程,该过程中细胞既进行分裂又进行分化,B正确;图示植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性,C错误;胡萝卜根、茎、叶等细胞功能不同,根本原因是基因的选择性表达,D正确。
细胞全能性的判断标准
考点二 细胞的癌变、衰老与凋亡
1.癌细胞的特点及癌变因素
提醒:①正常细胞中的DNA上也存在原癌基因和抑癌基因。
②原癌基因和抑癌基因共同对细胞的生长和增殖起调节作用。
③并不是一个基因发生突变就会引发细胞癌变。
④细胞癌变是细胞异常分化的结果,此过程不可逆。
2.细胞衰老的特征、机制及影响因素
提醒:对于多细胞生物体,个体衰老与细胞衰老并不总是同步的,在幼年个体中有细胞衰老,老年个体中也有新细胞的产生,细胞总体衰老才会导致个体的衰老。
3.衰老细胞的死亡受基因的调控
1.易错辨析——规避高频误区(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)对单细胞生物来说,细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。( )
(2)正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。( )
(3)细胞凋亡受基因调控,不利于个体生长发育。( )
(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。( )
√
√
×
√
2.深度思考——挖掘新命题点
(1)(必修1 P133“课外读”)秀丽隐杆线虫控制细胞凋亡的分子机制:_____________________________________________________________________。
(2)人胚胎时期尾的消失、人类指间细胞的自动死亡,这些细胞凋亡现象与细胞中的细胞器_________有直接关系,因为_______________ ____________________________________________。
两个“致死基因”(ced-3和ced-4)是细胞凋亡得以完成的一个先决
条件
溶酶体
溶酶体内有多
种水解酶,能够使自动死亡的细胞发生分解
[例1] (2025·浙江金华模拟)p53蛋白是一种细胞周期调控蛋白,其调控机理如下图所示。下列叙述错误的是( )
A
A.活化的p53蛋白可通过途径Ⅱ将细胞周期阻滞在前期
B.p53蛋白功能长期异常,可能导致细胞发生癌变
C.编码p53蛋白的p53基因可能属于抑癌基因
D.紫外线照射导致DNA损伤,可能诱导细胞发生凋亡
解析:活化的p53蛋白能促进p21基因的表达,阻止DNA复制,将细胞周期停滞在分裂间期,A错误;p53蛋白能诱导细胞凋亡,若其长期异常可能导致细胞发生癌变,B正确;p53基因表达的蛋白能通过阻止细胞DNA复制抑制细胞的异常增殖,可判断编码p53蛋白的p53基因可能属于抑癌基因,C正确;紫外线照射可作为致癌因子,导致DNA损伤,可能诱导细胞发生凋亡,D正确。
[例2] (2024·浙江金华模拟)生物体的衰老过程是机体的组织细胞不断产生自由基并积累的结果,自由基具有氧化性,会引起DNA损伤,可能导致基因突变,自由基还会攻击蛋白质,使蛋白质活性下降。下列相关说法正确的是( )
A.自由基可能引起细胞衰老,但一定不会引起细胞癌变
B.衰老细胞中的自由基攻击蛋白质,使线粒体内葡萄糖的氧化分解速率减慢
C.由于自由基攻击,酶活性降低,细胞代谢减弱
D.衰老细胞的细胞核体积增大,染色质凝聚,导致基因的转录都难以进行
C
解析:自由基会引起DNA损伤,可能导致基因突变,因此可能引起细胞癌变,A错误;葡萄糖在细胞溶胶中被分解,不能进入线粒体,B错误;衰老细胞内染色质凝聚,DNA难以解旋,造成细胞核基因难以复制和表达,但细胞质中的基因可能正常转录,D错误。
[例3] (2025·江浙皖高中发展共同体联考)研究表明,决定细胞“命运”的内因是基因选择性表达,外因是细胞信号的特异性组合。下图为部分信号决定细胞“命运”的示意图,图中字母分别代表不同的胞外信号。下列叙述正确的是( )
A
A.图①中胞外信号DE引起细胞分裂,此过程中会发生基因选择性表达过程
B.图②中胞外信号FG诱导细胞分化,即使高度分化的细胞也都会分裂
C.图③中无胞外信号作用时细胞凋亡,说明细胞凋亡不受基因调控
D.刚出生不久的婴儿体内一般只发生①和②过程,不会发生③过程
解析:对比图①和图②的细胞信号因子可知,胞外信号DE引起细胞分裂,胞外信号FG诱导细胞分化,细胞分裂的过程中也存在基因的选择性表达,高度分化的细胞不会再分裂,A正确、B错误;细胞凋亡是受基因调控的编程性死亡的过程,C错误;在整个个体发育过程中,始终存在③细胞凋亡,D错误。
1.(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.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
A
真题演练•考向感悟
解析:同一个体的肝细胞和上皮细胞有相同的蛋白质,如呼吸酶,A错误;肝细胞和上皮细胞的形成是细胞分裂、分化的结果,与基因选择性表达有关,二者是由同一受精卵分化而来的,所含遗传信息相同,B、C、D正确。
真题演练•考向感悟
2.(2024·江苏卷)我国科学家利用人的体细胞制备多能干细胞,再用小分子TH34成功诱导衍生成胰岛β细胞。下列相关叙述错误的是( )
A.基因选择性表达被诱导改变后,可使体细胞去分化成多能干细胞
B.在小分子TH34诱导下,多能干细胞发生基因突变,获得胰岛素基因
C.衍生的胰岛β细胞在葡萄糖的诱导下能表达胰岛素,才可用于移植治疗糖尿病
D.若衍生的胰岛β细胞中凋亡基因能正常表达,细胞会发生程序(编程)性死亡
B
真题演练•考向感悟
解析:体细胞可以通过特定的因子导入和培养条件、基因的调控和表达模式的改变,使得原本功能专一的体细胞去分化成为多能干细胞,A正确;多能干细胞中含有胰岛素基因,在小分子TH34诱导下,多能干细胞分化成胰岛β细胞,此过程没有基因突变,B错误;胰岛β细胞在较高的血糖浓度下分泌胰岛素,降低血糖,所以衍生的胰岛β细胞需在葡萄糖的诱导下成功表达胰岛素,以确保衍生的胰岛β细胞能够正常发挥功能,才可用于移植治疗糖尿病,C正确;凋亡基因的正常表达会导致衍生的胰岛β细胞发生细胞凋亡,D正确。
真题演练•考向感悟
3.(2022·浙江6月卷)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
A
真题演练•考向感悟
解析:细胞凋亡是受基因调控的,A正确;细胞凋亡贯穿于整个生命历程,B错误;人体各组织细胞的衰老不是同步的,C错误;细胞衰老时呼吸速率减慢,新陈代谢速率减慢,D错误。
真题演练•考向感悟
4.(2021·浙江6月卷)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
B
真题演练•考向感悟
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,故不能表达全能性,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,故细胞核具有全能性,D正确。
真题演练•考向感悟
5.(经典高考题)下列关于细胞癌变与癌细胞的叙述,正确的是( )
A.癌细胞的分裂失去控制,但其增殖是有限的
B.癌细胞表面粘连蛋白的增加,使其易扩散转移
C.有些物理射线可诱发基因突变,导致细胞癌变
D.癌变是细胞异常分化的结果,此分化大多可逆
C
真题演练•考向感悟
解析:癌细胞是由正常细胞转化而来的,最重要的特点是能无限增殖,A错误;癌细胞表面的粘连蛋白很少或缺失,所以癌细胞容易在组织间转移,B错误;致癌因子有物理因子(各种射线)、化学因子(如吸烟时烟雾中的物质)、生物因子(如某些病毒),C正确;正常细胞发生突变而成为癌细胞的过程称为癌变,细胞的癌变可看作是细胞异常分化的结果,是不可逆的,D错误。
真题演练•考向感悟
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