第4单元 4 第16讲 细胞的分化、衰老和死亡（教师用书Word）-【金版新学案】2026年高考生物高三总复习大一轮复习讲义（人教版 多选）

该高中生物学讲义聚焦细胞分化、全能性、衰老与死亡等高考核心考点，依据课标要求和近年考情（2024安徽卷等），按细胞生命历程逻辑架构知识，通过课标考情引领、概念表格梳理、情境分析及真题训练，系统突破难点，体现复习针对性。 资料以核心素养为导向，结合科学思维设计情境分析（如管家基因与奢侈基因辨析），融入生命观念构建知识联系，精选2024年高考真题实例，设分层练习（正误判断到综合应用），助力学生高效提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

第16讲　细胞的分化、衰老和死亡 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.描述在正常情况下，细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程。 考情分析 1.细胞分化及全能性(2024·安徽卷T4；2024·吉林卷T2；2022·重庆卷T15；2022·湖北卷T6；2022·河北卷T14；2021·山东卷T8) 2.细胞的衰老和死亡(2024·甘肃卷T4；2023·海南卷T4；2023·湖南卷T7；2023·山东卷T3；2022·重庆卷T8；2022·辽宁卷T17) 3.细胞生命历程综合考查(2024·湖北卷T13；2023·江苏卷T1；2022·江苏卷T2；2022·海南卷T2) 考点一　细胞的分化与全能性 1.细胞分化 概念 在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程 时间 发生在整个生命进程中，胚胎时期达到最大限度 结果 形成不同的组织和器官 特点 持久性、不可逆性、普遍性 意义 是生物个体发育的基础；使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率 原因 细胞中基因的选择性表达 2.细胞的全能性 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.正误判断 (1)(必修1 P118、P119“思考·讨论”)同一人体内的上皮细胞、骨骼肌细胞、软骨细胞、神经细胞等都源自早期胚胎中一群彼此相似的细胞。(√) (2)(必修1 P119 正文拓展)B细胞与红细胞中的基因、mRNA、蛋白质均不同。(×) (3)(必修1 P120“思考·讨论”)非洲爪蟾蝌蚪的肠上皮细胞核移植实验证明了动物体细胞具有全能性。(×) (4)(必修1 P122“科学·技术·社会”拓展)自体造血干细胞移植不改变后代的血型，异体造血干细胞移植可以改变后代的血型。(×) (5)(2021·福建卷)愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞分化形成的。(×) (6)(2021·河北卷)已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性。(√) 学生用书⬇第113页 2.情境分析 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a，属于奢侈基因的是b、c、d。 (2)这三种细胞不包括红细胞，原因是这三种细胞“血红蛋白基因”均不能表达；A、B细胞分别是胰岛B细胞、垂体细胞。 (3)若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三类细胞的DNA分子，均有杂交带；若将探针改作检测胰岛素基因转录出的mRNA，只有A细胞有杂交带。上述现象的产生原因是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。 细胞分化的“变”与“不变” 细胞分化 1.(2024·安徽卷)在多细胞生物体的发育过程中，细胞的分化及其方向是由细胞内外信号分子共同决定的。某信号分子诱导细胞分化的部分应答通路如图，下列叙述正确的是(　　) A.细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞内的相应受体 B.酶联受体是质膜上的蛋白质，具有识别、运输和催化作用 C.ATP水解释放的磷酸分子与靶蛋白结合，使其磷酸化而有活性 D.活化的应答蛋白通过影响基因的表达，最终引起细胞定向分化 答案：D 解析：由题图可知，细胞对该信号分子的特异应答，依赖于细胞外侧的酶联受体，A错误；酶联受体位于质膜上，化学本质是蛋白质，能识别相应的信号分子，磷酸化的酶联受体具有催化作用，但不具有运输作用，B错误；ATP水解产生ADP和磷酸基团，磷酸基团与其他物质如靶蛋白结合，使其磷酸化而有活性，C错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，故信号分子调控相关蛋白质，活化的应答蛋白通过影响基因的表达，最终引起细胞定向分化，D正确。 2.(2025·河南模拟)成纤维细胞在调控过程中的定向转化如图所示，下列关于①②③过程中细胞发生变化的叙述，正确的是(　　) A.①过程无核膜和核仁的周期性变化 B.图示过程表明细胞的分化是不可逆的 C.③过程中遗传物质没有发生变化 D.①过程中没有基因的选择性表达 答案：C 解析：①过程是有丝分裂的过程，可发生核膜和核仁的周期性变化，A错误；图示为细胞转化的人工调控过程，由图可知，成纤维细胞经过脱分化处理，变成了干细胞，经过再分化处理，变成了神经细胞，不再是成纤维细胞，该过程表明细胞分化是可逆的，B错误；③过程为再分化的过程，该过程中遗传物质没有发生改变，只是发生了基因的选择性表达，C正确；①过程为细胞分裂过程，该过程中也会发生基因的选择性表达，D错误。 全能性 3.(2024·吉林卷)手术切除大鼠部分肝脏后，残留肝细胞可重新进入细胞周期进行增殖；肝脏中的卵圆细胞发生分化也可形成新的肝细胞，使肝脏恢复到原来体积。下列叙述错误的是(　　) A.肝细胞增殖过程中，需要进行DNA复制 B.肝细胞的自然更新伴随着细胞凋亡的过程 C.卵圆细胞分化过程中会出现基因的选择性表达 D.卵圆细胞能形成新的肝细胞，证明其具有全能性 答案：D 解析：肝细胞增殖过程中，会发生细胞的分裂使细胞数目增多，需要进行DNA复制，A正确；肝细胞的自然更新伴随着细胞凋亡的过程，有利于维持机体内部环境的相对稳定，B正确；卵圆细胞分化过程中会出现基因的选择性表达，合成承担相应功能的蛋白质，C正确；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，卵圆细胞能形成新的肝细胞，未证明其具有全能性，D错误。 4.(2021·辽宁卷)被子植物的无融合生殖是指卵细胞、助细胞和珠心细胞等直接发育成胚的现象。助细胞与卵细胞染色体组成相同，珠心细胞是植物的体 学生用书⬇第114页 细胞。下列有关某二倍体被子植物无融合生殖的叙述，错误的是(　　) A.由无融合生殖产生的植株有的是高度不育的 B.由卵细胞直接发育成完整个体体现了植物细胞的全能性 C.由助细胞无融合生殖产生的个体保持了亲本的全部遗传特性 D.由珠心细胞无融合生殖产生的植株体细胞中有两个染色体组 答案：C 解析：二倍体被子植物的卵细胞和助细胞中不存在同源染色体，则它们直接发育成的植株是高度不育的，A正确；一个植物细胞(如卵细胞)直接发育成一个完整的个体，这体现了植物细胞的全能性，B正确；助细胞与卵细胞染色体组成相同，染色体数目减半，则由助细胞无融合生殖产生的个体与亲本的遗传特性不完全相同，C错误；珠心细胞是植物的体细胞，发育成的植物为二倍体植株，体细胞中含有两个染色体组，D正确。 考点二　细胞的衰老与死亡 1.细胞衰老 (1)细胞衰老的特征 (2)个体衰老与细胞衰老的关系 (3)细胞衰老的原因 ①自由基学说 ②端粒学说 (4)细胞衰老的意义 细胞衰老是人体内发生的正常生命现象，正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。 2.细胞的死亡 (1)细胞凋亡 (2)细胞坏死：在种种不利因素影响下，如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激的情况下，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。 3.细胞自噬 1.正误判断 (1)(必修1 P123“问题探讨”)老年人体内有幼嫩的细胞，年轻人体内没有衰老的细胞。(×) (2)(必修1 P125、P126 正文)细胞的衰老、凋亡都是基因控制的细胞行为，与基因的选择性表达有关，其遗传物质不变。(√) 学生用书⬇第115页 (3)(必修1 P126 正文)蝌蚪尾的消失、细胞毒性T细胞裂解含有病毒的组织细胞属于细胞坏死。(×) (4)(2022·湖南卷)花开花落与细胞的生长和细胞凋亡相关联。(√) (5)(2021·河北卷)细胞凋亡过程中不需要新合成蛋白质。(×) 2.情境分析 (2022·辽宁卷情境)铁死亡是一种铁依赖性的，区别于细胞凋亡、细胞坏死、细胞自噬的新型的细胞程序性死亡方式。Fe3＋通过运铁蛋白与受体结合被输入哺乳动物生长细胞，最终以Fe2＋形式进入细胞质基质，相关过程如图所示。细胞内若Fe2＋过多会引发膜脂质过氧化，导致细胞发生铁依赖的程序性死亡，称为铁死亡。请分析： 注：早期内体和晚期内体是溶酶体形成前的结构形式。 (1)铁死亡　　　　(填“受”或“不受”)基因调控。Fe3＋进入细胞依赖于细胞膜的　　　　　　　　　。该过程　　　　(填“需要”或“不需要”)消耗能量。 (2)运铁蛋白结合与释放Fe3＋可能与　　　　　　　　有关。 (3)细胞内Fe2＋积累过多导致细胞的抗氧化能力下降，活性氧(ROS)大量堆积，产生的自由基会引发膜脂质过氧化，产生更多自由基，最终导致细胞死亡。这属于　　　　调节。 提示：(1)受　流动性和识别功能　需要　(2)环境中的pH　(3)(正)反馈 细胞衰老的机制 1.(多选)(2025·河北邯郸模拟)细胞衰老可由多种内外因素触发(如下图所示)，其中衰老细胞通过自分泌或旁分泌方式释放SASP(可溶性信号因子)或SMS(衰老信息分泌组)，从而传播到邻近的肿瘤细胞，促进邻近细胞发生衰老。下列有关叙述正确的是(　　) 注：G1期：合成蛋白质，为S期DNA的合成做准备；S期：进行DNA的复制；G2期：合成蛋白质，为分裂期做准备；M期：细胞分裂期。 A.DNA损伤、氧化应激和端粒损伤可能是自由基导致的 B.衰老的细胞由于细胞内色素积累，一般体积会变大 C.衰老细胞通过产生SMS作用于自身并加速衰老，属于正反馈调节 D.可能是某些蛋白质不能合成导致肿瘤细胞停止分裂 答案：ACD 解析：细胞不断进行各种氧化反应产生自由基，自由基含有未配对的电子，表现出高度的反应活泼性，自由基可以攻击和破坏细胞内各种生物分子，因此DNA损伤、氧化应激和端粒损伤均有可能是自由基导致的，A正确；衰老的细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，B错误；衰老细胞通过产生SMS作用于自身，进一步促进细胞的衰老，属于正反馈调节，C正确；由图可知，DNA损伤、氧化应激、端粒损伤以及衰老细胞释放的SASP或SMS均作用于肿瘤细胞的G1期，G1期的细胞中合成某些蛋白质有利于S期的DNA复制，不能合成蛋白质会导致细胞不能继续进行分裂，D正确。 细胞自噬和死亡 2.(2024·甘肃卷)某研究团队发现，小鼠在禁食一定时间后，细胞自噬相关蛋白被募集到脂质小滴上形成自噬体，随后与溶酶体融合形成自噬溶酶体，最终脂质小滴在溶酶体内被降解。关于细胞自噬，下列叙述错误的是(　　) A.饥饿状态下自噬参与了细胞内的脂质代谢，使细胞获得所需的物质和能量 B.当细胞长时间处在饥饿状态时，过度活跃的细胞自噬可能会引起细胞凋亡 C.溶酶体内合成的多种水解酶参与了细胞自噬过程 D.细胞自噬是细胞受环境因素刺激后的应激性反应 答案：C 解析：由题干信息可知，小鼠在禁食一定时间后，细胞自噬相关蛋白被募集到脂质小滴上形成自噬体，随后与溶酶体融合形成自噬溶酶体，最终脂质小滴在溶酶体内被降解，所以在饥饿状态下自噬参与了细胞内的脂质代谢，使细胞获得所需的物质和能量，来支持基本的生命活动，A正确；细胞长时间处在饥饿状态时，细胞可能无法获得足够的能量和营养物质，细胞自噬会过度活跃，导致细胞功能紊乱，可能会引起细胞凋亡，B正确；溶酶体内水解酶的化学本质是蛋白质，其合成场所是核糖体，在溶酶体内发挥作用，参与了细胞自噬过程，C错误；细胞自噬是细胞接受外部环境刺激后表现出的应激性与适应性行为，以维持细胞内部环境的稳定，D正确。 3.(2024·山东聊城二模)AnnexinV/PI双染法是常用的细胞凋亡检测方法，其原理是凋亡早期的细胞细胞膜 学生用书⬇第116页 内侧的磷脂酰丝氨酸(PS)会发生外翻，与绿色荧光素标记的AnnexinV特异性结合；凋亡晚期的细胞细胞膜开始破裂，红色荧光标记的核酸染料(PI)可以与DNA结合使之染色。下列叙述正确的是(　　) A.正常细胞中观察不到红色荧光的原因是PI被细胞分解 B.PS外翻后细胞内酶的活性都会降低以致细胞代谢减弱 C.哺乳动物成熟红细胞在凋亡晚期时也会出现双染现象 D.该双染法不能有效辨别凋亡晚期细胞和坏死状态的细胞 答案：D 解析：凋亡晚期的细胞细胞膜开始破裂，红色荧光标记的核酸染料(PI)可以与DNA结合使之染色。正常细胞中观察不到红色荧光的原因是核酸染料无法进入细胞与DNA结合，A错误。由题干信息可知，凋亡早期的细胞细胞膜内侧的磷脂酰丝氨酸(PS)会发生外翻，所以PS外翻后细胞内与凋亡有关酶的活性会升高，B错误。由题干信息可知，凋亡早期的细胞细胞膜内侧的磷脂酰丝氨酸(PS)会发生外翻，与绿色荧光素标记的AnnexinV特异性结合；凋亡晚期的细胞细胞膜开始破裂，红色荧光标记的核酸染料(PI)可以与DNA结合使之染色，而哺乳动物成熟红细胞无细胞核，在凋亡晚期时不会出现双染现象，C错误。凋亡晚期细胞和坏死状态的细胞均会发生细胞膜破裂而检测到荧光，故该双染法不能有效辨别凋亡晚期细胞和坏死状态的细胞，D正确。 1.(2023·海南卷)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 答案：D 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”，说明根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”，说明物质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引起细胞凋亡是外界环境引起的，不是在胚发育时期基因表达的结果，D错误。 2.(2022·湖北卷)BMI1基因具有维持红系祖细胞分化为成熟红细胞的能力。体外培养实验表明，随着红系祖细胞分化为成熟红细胞，BMI1基因表达量迅速下降。在该基因过量表达的情况下，一段时间后成熟红细胞的数量是正常情况下的1012倍。根据以上研究结果，下列叙述错误的是(　　) A.红系祖细胞可以无限增殖分化为成熟红细胞 B.BMI1基因的产物可能促进红系祖细胞的体外增殖 C.该研究可为解决临床医疗血源不足的问题提供思路 D.红系祖细胞分化为成熟红细胞与BMI1基因表达量有关 答案：A 解析：红系祖细胞能分化为成熟红细胞，但不具有无限增殖的能力，A错误；BMI1基因过量表达的情况下，一段时间后成熟红细胞的数量是正常情况下的1012倍，推测BMI1基因的产物可能促进红系祖细胞的体外增殖和分化，B正确；若使BMI1基因过量表达，则可在短时间内获得大量成熟红细胞，可为解决临床医疗血源不足的问题提供思路，C正确；当红系祖细胞分化为成熟红细胞后，BMI1基因表达量迅速下降，若使该基因过量表达，则成熟红细胞的数量大量增加，可见红系祖细胞分化为成熟红细胞与BMI1基因表达量有关，D正确。 3.(2023·湖南卷)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 学生用书⬇第117页 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 答案：D 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正确；据题图可知，siRNA干扰TRPM7基因实验组的Bcl-2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，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错误。 4.(2022·山东卷)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 答案：C 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，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。 　　材料一　东方人头皮的毛囊中存在黑素干细胞，能增殖分化产生黑素细胞。黑素细胞中的酪氨酸酶催化酪氨酸转化为黑色素，使头发呈现黑色。但一些情况会使“青丝”转为“华发”。2004年研究者发现，Mitf基因和Bcl-2基因中的任何一种发生突变，都会导致实验鼠毛发变白。 材料二　研究发现，有些成体干细胞可跨越组织类型向其他组织类型分化，被称为成体干细胞的可塑性。如骨髓干细胞可以向肝脏、胰腺、肌肉及神经细胞分化，肌肉、神经干细胞也可分化为血细胞等。 材料三　科学家将细胞干性基因转入小鼠体细胞(通过病毒介导将c-Myc、Klf4、Sox2和Oct4等基因转入高度分化的小鼠成纤维细胞中)，诱导其成为多能干细胞，即iPS细胞。该技术突破了高度分化的动物细胞难以实现重新分裂、分化的瓶颈，为进一步定向诱导奠定了基础，也为那些依赖于胚胎干细胞而进行的疾病治疗提供了新的选择。 角度一　考查信息的获取与表达能力 　(1)头发变白过程中，毛囊中的黑素细胞会不断减少。其原因除了相应干细胞减少以外，还可能是由于衰老、凋亡的黑素细胞增多。随着年龄增长，黑素细胞中酪氨酸酶的活性会降低(填“降低”“不变”或“增加”)。 (2)骨髓干细胞可以向肝脏、胰腺、肌肉及神经细胞分化，从本质上看这是细胞内基因选择性表达的结果。 (3)利用小鼠成纤维细胞获得iPS细胞的过程中，转入c-Myc、Klf4、Sox2和Oct4基因的作用是诱导已分化细胞转变为未分化细胞，使体细胞恢复了分裂、分化的能力。诱导形成的多种体细胞具有相同(填“相同”或“不同”)的遗传信息。 角度二　考查原因分析与解决问题能力 　(4)科学家普遍认为，iPS细胞在医学上的应用前景优于胚胎干细胞。请你结合所学知识，写出其优越性的两点体现。 答案：iPS细胞可由成体细胞直接诱导而成，避免破坏胚胎所引起的伦理问题；同时iPS细胞可来源于病人自身的体细胞，移植回病人体内后可避免免疫排斥。 (5)将细胞干性基因转入小鼠体细胞使其重新分裂，是获得iPS细胞的关键。此技术可能带来的最大风险是什么？ 答案：细胞无限增殖，即发生癌变。 学科网（北京）股份有限公司 $