2027年高考生物人教版第一轮复习讲义 第17讲　细胞的分化、衰老和死亡

该高中生物学高考复习讲义聚焦细胞分化、全能性、干细胞及衰老死亡等核心考点，按“概念-特征-易错点-考向”逻辑架构知识，通过考点梳理（如分化的“变”与“不变”）、方法指导（对比胚胎与成体干细胞）、真题讲解（2024-2025年高考题）及分层练习，系统构建复习体系，针对性突破难点。 讲义突出生命观念与科学思维培养，如用“分化细胞表达基因”图示强化结构与功能观，结合端粒学说设计“细胞分裂次数与衰老”探究活动。设置对点强化与综合提升练习，配合即时反馈，助力学生高效构建知识网络，提升解题能力，为教师把控复习节奏提供精准教学方案。

第17讲　细胞的分化、衰老和死亡 考点一　细胞的分化和全能性 1.细胞分化　遗传物质不发生改变 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，接受抗原和细胞因子等刺激后仍可再分裂。　　　 2.细胞的全能性 提醒　分化程度高的细胞其全能性不一定低。一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达，但花粉、卵细胞的分化程度较高，其全能性也较高。 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，这些细胞叫作干细胞。 (2)类型 项目 胚胎干细胞 成体干细胞 来源 来自早期胚胎 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 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　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，用于干细胞的自我更新。 (1)蝌蚪发育成蛙是遗传物质改变的结果。(2024·贵州卷，2D)(×) 提示　蝌蚪发育成蛙是细胞分裂和分化的结果，遗传物质未发生改变。 (2)肝细胞和上皮细胞没有相同的蛋白质。(2024·浙江6月选考，4A)(×) 提示　肝细胞和上皮细胞有相同的蛋白质，如呼吸酶。 (3)卵圆细胞能形成新的肝细胞，证明其具有全能性。(2024·黑吉辽卷，2D)(×) 提示　卵圆细胞能形成新的肝细胞，但未证明其能产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，故不能证明其具有全能性。 (4)细胞分化只发生在胚胎发育阶段。(2022·海南卷，2B)(×) 提示　细胞分化发生在个体发育的任何阶段。 (5)胚胎干细胞为未分化细胞，不进行基因选择性表达。(2022·江苏卷，2A)(×) 提示　胚胎干细胞也进行基因选择性表达。 (6)造血干细胞是胚胎发育过程中未分化的细胞。(2021·江苏卷，2B)(×) 提示　造血干细胞是已分化的细胞，但仍能继续分化形成各种血细胞。 (7)细胞分化使各种细胞的遗传物质发生改变。(2021·江苏卷，2C)(×) 提示　细胞分化的实质是基因的选择性表达，遗传物质不变。 (8)愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞分化形成的。(2021·福建卷，11A)(×) 提示　愈伤组织是幼嫩叶片通过脱分化形成的。 (9)高度分化的细胞执行特定的功能，不能再分裂增殖。(2020·江苏卷，4A)(×) 提示　有些高度分化的细胞能再分裂增殖，如肝细胞、记忆细胞。 考向1　围绕细胞的分化，考查生命观念 1.(2024·贵州卷，2)蝌蚪长出四肢，尾巴消失，发育成蛙。下列叙述正确的是(　　) A.四肢细胞分裂时会发生同源染色体分离 B.四肢的组织来自干细胞的增殖分化 C.蝌蚪尾巴逐渐消失是细胞坏死的结果 D.蝌蚪发育成蛙是遗传物质改变的结果 答案　B 解析　四肢细胞只进行有丝分裂，而同源染色体分离发生在减数分裂过程中，A错误；干细胞是动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，干细胞通过增殖分化可产生四肢的组织，B正确；蝌蚪尾巴逐渐消失是细胞凋亡的结果，C错误；蝌蚪发育成蛙是细胞分裂和分化的结果，这一过程中遗传物质未发生改变，D错误。 2.(2025·华师一附中调研)MyoD基因是一个控制肌细胞发育的主导基因，其表达产物MyoD蛋白可以调控其他与肌肉发生相关基因的转录，还能促进MyoD基因的表达，最终使前体细胞分化为肌细胞。下列叙述正确的是(　　) A.前体细胞分化为肌细胞的过程是可逆的 B.含有MyoD基因的细胞只能分化为肌细胞 C.与前体细胞相比，肌细胞的分化程度较高 D.MyoD蛋白对MyoD基因的表达存在负反馈调节 答案　C 解析　细胞分化具有不可逆性，所以前体细胞分化为肌细胞的过程是不可逆的，A错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，所以该个体的全部细胞都有MyoD基因，只是在肌细胞中MyoD基因可以表达，B错误；MyoD蛋白能促进MyoD基因的表达，说明MyoD蛋白对MyoD基因的表达存在正反馈调节，D错误。 3.(2025·广东汕头调研)近年来，通过体外对人胚胎干细胞的定向诱导分化，从而为细胞治疗和再生医学的临床应用打下基础，人们在体外定向分化胰岛B细胞，移植到糖尿病模型小鼠体内后，血糖明显地恢复到正常值。下列说法错误的是(　　) A.人胚胎干细胞能定向诱导分化成多种细胞类型是基因选择性表达的结果 B.分化形成的各种细胞在形态、结构和生理功能上都具有稳定性差异 C.胚胎干细胞没有分裂的能力 D.分化形成的胰岛B细胞和骨髓干细胞的RNA的种类不完全相同 答案　C 解析　细胞分化的实质是基因的选择性表达，A正确；细胞分化使不同细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异，细胞分化一般是稳定的、不可逆的，B正确；胚胎干细胞具有分裂、分化的能力，C错误；细胞分化的过程中DNA保持不变，但基因的选择性表达使得分化形成的细胞的RNA的种类不完全相同，D正确。 (1)分化细胞表达的基因 (2)细胞分化的“变”与“不变” 　　　 考向2　围绕细胞全能性和干细胞，考查生命观念 4.(2024·黑吉辽卷，2)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得细胞数目增多，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。 5.(2024·江苏卷，11)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B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B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B细胞中凋亡基因能正常表达，细胞会发生程序性死亡 答案　B 解析　胰岛素基因在人体所有细胞中都存在，但只有在胰岛B细胞中才能表达，多能干细胞在被小分子TH34诱导分化的过程中没有发生基因突变，获得胰岛素基因，B错误。 6.(2025·湖南衡阳期末)日本学者山中伸弥成功将人体皮肤细胞诱导形成多能干细胞 ——“iPS细胞”，iPS细胞可以分裂、分化为神经细胞、心肌细胞、肝细胞等多种细胞。下列叙述正确的是(　　) A.iPS细胞和它分化形成的神经细胞都具有细胞周期 B.iPS细胞分化形成的神经细胞和肝细胞中的基因表达存在差异 C.人体皮肤细胞诱导形成iPS细胞的过程中，细胞分化程度逐渐增加 D.诱导多功能干细胞分化成的多种细胞中核酸相同，蛋白质却不完全相同 答案　B 解析　iPS细胞具有分裂能力，因此具有细胞周期，但它分化形成的神经细胞是高度分化的细胞，不能持续分裂，因此不具有细胞周期，A错误；iPS细胞通过细胞分化形成神经细胞和肝细胞，细胞分化的实质是基因的选择性表达，因此iPS细胞分化形成的神经细胞和肝细胞中的基因表达存在差异，B正确；人体皮肤细胞分化程度较高，iPS细胞分化程度较低，因此人体皮肤细胞诱导形成iPS细胞的过程中，细胞分化程度逐渐降低，C错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，分化形成的多种细胞中DNA相同，但mRNA不完全相同，蛋白质也不完全相同，D错误。 考点二　细胞衰老和死亡 1.细胞衰老 (1)特征 (2)原因 (3)个体衰老与细胞衰老的关系 细胞衰老是个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.细胞的凋亡和坏死 提醒　注意区分与病原体感染有关的细胞死亡的不同情况：若是被病原体感染而死亡，则属于细胞坏死；若感染后被机体免疫系统清除，则属于细胞凋亡。 (1)溶酶体内合成的多种水解酶参与了细胞自噬过程。(2024·甘肃卷，4C)(×) 提示　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。 (2)抑制细胞端粒酶的活性有助于延缓细胞衰老。(2023·江苏卷，1B)(×) 提示　提高端粒酶活性有助于延缓细胞衰老。 (3)人体各组织细胞的衰老总是同步的。(2022·浙江6月选考，4C)(×) 提示　人体各组织细胞的衰老通常是不同步的。 (4)细胞凋亡过程中不需要新合成蛋白质。(2021·河北卷，5A)(×) 提示　细胞凋亡过程中与凋亡有关的基因需要表达，即有相应蛋白质的合成。 (5)清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象。(2019·全国卷Ⅰ，1C)(×) 提示　某些被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡。 考向　围绕细胞的衰老与死亡，考查生命观念 1.(2024·湖南卷，4)部分肺纤维化患者的肺泡上皮细胞容易受损衰老。下列叙述错误的是(　　) A.患者肺泡上皮细胞染色体端粒可能异常缩短 B.患者肺泡上皮细胞可能出现DNA损伤积累 C.患者肺泡上皮细胞线粒体功能可能增强 D.患者肺泡上皮细胞中自由基可能增加 答案　C 解析　根据细胞衰老的端粒学说，端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。随着细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸。在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧正常基因的DNA序列就会受到损伤，细胞活动渐趋异常，导致细胞衰老，A、B正确；衰老细胞的呼吸速率减慢，表明其线粒体功能可能减弱，C错误；根据细胞衰老的自由基学说，细胞代谢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，引起细胞衰老，D正确。 2.(2024·山东卷，2)心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞，随后该巨噬细胞线粒体中NAD＋浓度降低，生成NADH的速率减小，引起有机酸ITA的生成增加。ITA可被细胞膜上的载体蛋白L转运到细胞外。下列说法错误的是(　　) A.细胞呼吸为巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程提供能量 B.转运ITA时，载体蛋白L的构象会发生改变 C.该巨噬细胞清除死亡细胞后，有氧呼吸产生CO2的速率增大 D.被吞噬的死亡细胞可由巨噬细胞的溶酶体分解 答案　C 解析　巨噬细胞吞噬死亡细胞的过程为胞吞，该过程需要细胞呼吸提供能量，A正确；载体蛋白每次转运时都会发生自身构象的改变，B正确；由题意可知，心肌损伤诱导某种巨噬细胞吞噬、清除死亡的细胞，随后该巨噬细胞线粒体中NAD＋浓度降低，生成NADH的速率减小，说明有氧呼吸减弱，即该巨噬细胞清除死亡细胞后，有氧呼吸产生CO2的速率减小，C错误；溶酶体是细胞内的“消化车间”，内部含有多种水解酶，巨噬细胞中的溶酶体能分解被吞噬的死亡细胞，D正确。 3.(2025·八省联考云南卷，4)激活沉默信息调节因子1(Sirt1)可延缓细胞衰老。Sirt1激活程度与NAD＋/NADH的比值呈正相关。下列说法正确的是(　　) A.NADH转化为NAD＋过程通常伴随O2产生 B.NADH转化成NAD＋过程通常伴随磷酸产生 C.科学运动增加NADH相对含量，可以延缓衰老 D.适度寒冷增加NAD＋相对含量，可以延缓衰老 答案　D 解析　有氧呼吸第一、二阶段均会生成NADH，并合成少量ATP，NADH的消耗是在有氧呼吸的第三阶段完成的，该阶段NADH转化为NAD＋过程通常伴随O2消耗，A错误；NADH的消耗是在有氧呼吸的第三阶段完成的，该阶段NADH转化为NAD＋过程通常伴随ATP的生成与O2消耗，ATP的合成消耗磷酸，因此该过程通常伴随磷酸消耗，B错误；根据题意可知，Sirt1激活程度与NAD＋/NADH的比值呈正相关，增加NADH相对含量时，NAD＋/NADH的比值会减小，则Sirt1激活程度就会降低，延缓细胞衰老的作用就会较弱，所以科学运动增加NADH相对含量，不可以延缓衰老，C错误；根据题意可知Sirt1激活程度与NAD＋/NADH的比值呈正相关，增加NAD＋相对含量时，NAD＋/NADH的比值会变大，则Sirt1激活程度就会增加，延缓细胞衰老的作用就会较强，所以适度寒冷增加NAD＋相对含量，可以延缓衰老，D正确。 4.(2025·河北承德期末)细胞自噬是指细胞通过降解自身结构或物质使细胞存活的一种自我保护机制。酵母菌在饥饿状态下，内质网或高尔基体会产生膜泡，膜泡包围细胞内容物形成自噬体，自噬体和液泡融合，促进内容物水解。当外界营养物质充足时，酵母菌能够激活细胞内AKT酶的活性，促进葡萄糖进入细胞氧化分解为酵母菌供能，同时AKT酶还能够激活mTor酶的活性，抑制细胞自噬的发生。下列叙述错误的是(　　) A.酵母菌细胞自噬的功能可能与液泡中的相关酶有关 B.细胞自噬的过程属于细胞坏死 C.细胞自噬的形成与协同进化有关 D.AKT酶的空间结构受外界营养条件的影响 答案　B 解析　据题述可知，酵母菌在饥饿状态下形成的自噬体和液泡融合，促进内容物水解，因此细胞自噬的功能可能与液泡中的相关酶有关，A正确；细胞自噬过程是由基因控制的，有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡，B错误；协同进化发生在不同物种之间、生物与无机环境之间，酵母菌在外界食物不足时发生自噬，与协同进化有关，C正确；外界营养物质充足时，酵母菌能够激活细胞内AKT酶的活性，因此AKT酶的空间结构受外界营养条件的影响，D正确。 1.(2024·福建卷，2)豆子萌发成豆芽的过程中，经历了细胞的分裂和分化，并发生了复杂的细胞代谢。下列叙述正确的是(　　) A.豆子开始萌发时，赤霉素含量增加 B.与豆子相比，豆芽DNA总含量保持不变 C.与豆子相比，豆芽自由水与结合水的比值下降 D.豆子萌发成豆芽后，细胞的全能性丧失 答案　A 解析　赤霉素能促进种子萌发，A正确；豆子萌发成豆芽的过程经历了细胞分裂，分裂过程中DNA复制，因此与豆子相比，豆芽中的DNA总量增加，B错误；豆子萌发成豆芽的过程中，吸收大量水分，自由水与结合水的比值增大，细胞代谢增强，C错误；高度分化的植物细胞仍然具有细胞全能性，D错误。 2.(2023·江苏卷，1)下列关于细胞生命历程的叙述错误的是(　　) A.细胞分裂和凋亡共同维持多细胞生物体的细胞数量 B.抑制细胞端粒酶的活性有助于延缓细胞衰老 C.细胞自噬降解细胞内自身物质，维持细胞内环境稳态 D.DNA甲基化抑制抑癌基因的表达可诱发细胞癌变 答案　B 解析　细胞分裂使细胞数量增加，细胞凋亡使细胞数量减少，二者共同维持多细胞生物体的细胞数量，A正确；端粒酶可增加染色体两端端粒的长度，有助于延缓细胞衰老，端粒酶活性被抑制后将加速细胞衰老，B错误；细胞自噬可降解细胞内衰老或损伤的结构或物质，有助于维持细胞内环境稳态，C正确；抑癌基因可抑制细胞的生长和增殖，或者促进细胞凋亡，通过DNA甲基化抑制抑癌基因的表达可诱发细胞癌变，D正确。 3.(2024·浙江6月选考，4)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 答案　A 解析　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，是基因选择性表达的结果，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。 4.(2024·河北卷，3)核DNA受到损伤时ATM蛋白与受损部位结合，被激活后参与DNA修复，同时可诱导抗氧化酶基因H的表达。下列分析错误的是(　　) A.细胞在修复受损的DNA时，抗氧化能力也会提高 B.ATM在细胞质合成和加工后，经核孔进入细胞核发挥作用 C.H蛋白可减缓氧化产生的自由基导致的细胞衰老 D.ATM基因表达增强的个体受辐射后更易患癌 答案　D 解析　细胞在修复受损的DNA时，诱导抗氧化酶基因H的表达，合成更多的抗氧化酶(H蛋白)，导致抗氧化能力提高，A正确；H蛋白为抗氧化酶，其可减缓氧化产生的自由基导致的细胞衰老，C正确；ATM基因表达增强的个体中，ATM蛋白易与受损部位结合，被激活后参与DNA修复，因此ATM基因表达增强的个体，受辐射DNA损伤后更易被修复，不易患癌，D错误。 5.(2023·天津卷，4)脊椎动物发育过程中，躯体运动神经元接受到肌细胞分泌的足量神经营养性蛋白才能存活，并与肌细胞建立连接，否则发生凋亡。下列叙述错误的是(　　) A.神经营养性蛋白是一种神经递质 B.躯体运动神经元和肌细胞建立的连接可发育为突触 C.神经元凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程 D.使用神经营养性蛋白合成抑制剂可促进躯体运动神经元凋亡 答案　A 解析　神经递质是指在神经冲动传导时由神经元轴突末梢的突触小泡释放的一种化学物质。由题干信息可知，神经营养性蛋白是由肌细胞分泌，并非由神经元分泌，故神经营养性蛋白不属于神经递质，A错误；躯体运动神经元与肌细胞形成的神经—肌肉接头是一种特殊的突触，B正确；细胞凋亡指由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，C正确；当使用神经营养性蛋白合成抑制剂时，将会抑制肌细胞合成神经营养性蛋白，则躯体运动神经元会因缺乏或不能接受到足量的神经营养性蛋白而引发凋亡，D正确。 6.(2024·福建卷，12)Bax蛋白和Bak蛋白在T淋巴细胞凋亡过程中发挥特定作用。为探究相关机制，科研人员分别用凋亡诱导试剂a和b处理不同基因型的T淋巴细胞，计算细胞的存活率，结果如图所示。 注　“＋”表示有相应的基因；“－”表示无相应的基因。 下列叙述错误的是(　　) A.T淋巴细胞数量异常会影响机体的特异性免疫 B.试剂a诱导T淋巴细胞凋亡的效果优于试剂b C.试剂a依赖Bax蛋白和Bak蛋白诱导T淋巴细胞的凋亡 D.Bax蛋白和Bak蛋白协同参与试剂b诱导的T淋巴细胞凋亡 答案　C 解析　由题图可知，在试剂a诱导下的T淋巴细胞存活率比试剂b低，其效果优于试剂b，B正确；不论Bax基因或Bak基因是否存在，试剂a诱导下的T淋巴细胞存活率均相同，故试剂a不依赖Bax蛋白和Bak蛋白发挥作用，C错误；通过比较图中Bax基因和Bak基因组合条件下试剂b诱导的T 淋巴细胞存活率可知，Bax蛋白和Bak蛋白均参与试剂b诱导的细胞凋亡，且具有协同效应，D正确。 7.(2024·湖北卷，20)苏云金芽孢杆菌产生的Bt毒蛋白，被棉铃虫吞食后活化，再与肠道细胞表面受体结合，形成复合体插入细胞膜中，直接导致细胞膜穿孔，细胞内含物流出，直至细胞死亡。科学家将编码Bt毒蛋白的基因转入棉花植株，获得的转基因棉花能有效防控棉铃虫的危害。 回答下列问题： (1)Bt毒蛋白引起的细胞死亡属于________(填“细胞坏死”或“细胞凋亡”)。 (2)如果转基因棉花植株中Bt毒蛋白含量偏低，取食后的棉铃虫可通过激活肠干细胞分裂和________产生新的肠道细胞，修复损伤的肠道，由此导致杀虫效果下降。请据此提出一项可提高转基因棉花杀虫效果的改进思路： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)在Bt毒蛋白的长期选择作用下，种群中具有抗性的棉铃虫存活的可能原因是：肠道细胞表面受体蛋白的________或________发生变化，导致棉铃虫对Bt毒蛋白产生抗性。 (4)将Bt毒蛋白转基因棉花与非转基因棉花混种，可以延缓棉铃虫对转基因棉花产生抗性，原因是____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)细胞坏死　(2)分化　增加Bt毒蛋白基因的导入量，使其表达足量的Bt毒蛋白，抑制肠干细胞的激活　(3)空间结构　数量　(4)提高敏感性个体的生存机会，减缓棉铃虫种群抗Bt毒蛋白基因频率的增加速度 解析　(1)细胞坏死是指在种种不利因素影响下，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡，Bt毒蛋白作为损害因子，导致细胞的死亡，属于细胞坏死。(2)干细胞能够通过增殖和分化不断补充到体细胞中去，即肠干细胞分裂和分化产生新的肠道细胞，修复损伤的肠道，由此导致杀虫效果下降，所以可以通过抑制肠干细胞的激活，来提高转基因棉花杀虫效果。(3)在Bt毒蛋白的长期选择作用下，会使棉铃虫肠道细胞表面受体蛋白的空间结构或数量发生变化，导致棉铃虫对Bt毒蛋白产生抗性。(4)生产上常将上述转基因棉花与非转基因棉花混合播种，从而使敏感性的棉铃虫个体有较多的生存机会，从而减缓棉铃虫种群抗Bt毒蛋白基因频率的增加速度。 诗仙李白在《将进酒》中写道：“君不见，高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪”。请结合诗句的意境，根据所学知识，回答下列有关问题： (1)通常，随着年龄的增长，人的头发会逐渐“青丝成雪”。试从细胞衰老的角度分析，其原因是_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)关于细胞衰老的自由基学说认为，自由基攻击生物膜上的磷脂分子时，对生物膜损伤比较大；攻击DNA分子时，可能引起______________________；攻击蛋白质时，会使____________下降。 (3)对于人体而言，细胞的衰老与个体的衰老并不是同步的，人体内的细胞总是在不断更新中， 总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。但从总体上看，二者的关系可概括为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)人体内细胞的自然更新、某些被病原体感染的细胞的清除等是通过细胞凋亡完成的。据此说明细胞凋亡的生物学意义有__________________________________________ ________________________________________________________________________(答出1点即可)。 答案　(1)毛囊中的黑色素细胞衰老，细胞中的酪氨酸酶的活性降低，导致黑色素生成减少，头发变白　(2)基因突变　蛋白质活性　(3)个体衰老也是组成个体的细胞普遍衰老的过程　(4)细胞凋亡对于多细胞生物体完成正常发育，维持内部环境的稳定，抵御外界各种因素的干扰都起到非常关键的作用　　　 限时练17　细胞的分化、衰老和死亡 (时间：25分钟　分值：30分) 【对点强化】 考点一　细胞的分化和全能性 1.(2024·江苏扬州期初考试)下列与细胞分化有关的叙述，错误的是(　　) A.没有细胞分化，就没有细胞的多样性 B.细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化 C.细胞分化是多细胞生物个体发育的基础 D.细胞分化源于细胞中遗传信息的执行情况不同 答案　A 解析　生物界的细胞多种多样，单细胞生物不存在细胞分化的现象，多细胞生物在个体发育过程中，通过细胞分化才能形成不同的组织和器官，A错误；分化的细胞有了形态、结构、生理功能上的稳定性差异，使多细胞生物体内细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率，B正确；细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象，是多细胞生物个体发育的基础，C正确；细胞分化是基因选择性表达的结果，也就是细胞中遗传信息的执行情况不同，D正确。 2.(2024·九省联考贵州卷，4)植物中一个胚囊母细胞通过分裂分化，得到4种不同生理功能的细胞，协同完成受精作用。完成受精后，助细胞随即解体。下列叙述错误的是(　　) A.精子和卵细胞结合时体现了细胞间的信息交流 B.来源于胚囊母细胞的4种细胞mRNA种类相同 C.助细胞解体是基因所决定的细胞自动结束生命的过程 D.胚囊母细胞在一定条件下具有发育成完整植株的能力 答案　B 解析　精子和卵细胞结合时需要细胞膜上的特异性受体进行识别，体现了细胞间的信息交流，A正确；由题意可知，植物中一个胚囊母细胞通过分裂分化，得到4种不同生理功能的细胞，说明发生了细胞分化，则这4种细胞中mRNA种类不都相同，B错误；助细胞解体属于细胞凋亡，是基因所决定的细胞自动结束生命的过程，C正确；胚囊母细胞在一定条件下经过脱分化、再分化可获得完整植株，D正确。 3.(2025·重庆八中阶段检测)我国科学家攻坚克难，经过多年反复试验，成功培育出全球首例体细胞克隆猴(2n＝54)，技术流程如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.体细胞克隆猴的成功培育体现了体细胞的全能性 B.对卵母细胞进行去核处理，可以用紫外线短时间照射的方法 C.本实验中组蛋白的甲基化和乙酰化都不利于细胞全能性的体现 D.重构胚发育过程中，细胞全能性逐渐提高 答案　B 解析　体细胞克隆猴的成功培育体现了动物体细胞核的全能性，A错误；可以用紫外线短时间照射的方法对卵母细胞进行去核处理，B正确；组蛋白的去甲基化和抑制去乙酰化能够促进重构胚表现出全能性，说明组蛋白的甲基化不利于细胞全能性的体现，而乙酰化有利于细胞全能性的体现，C错误；细胞分化后，全能性随着分化程度的提高而下降，D错误。 4.(2025·华师一附中质检)2022年3月22日，中科院与合作伙伴在《自然》杂志上发表了一项重量级世界首创研究，能够将人的多能干细胞转化为全能性的8细胞期胚胎样细胞，即相当于受精卵发育3天状态的全能干细胞。该研究成果可能使个体化器官再生成为现实，为全世界数百万需要器官移植的患者带来了希望。下列有关全能性的叙述错误是(　　) A.受精卵和人体早期胚胎细胞具有全能性 B.上述转化过程发生了细胞分化，体现了动物细胞核具有全能性 C.细胞具有全能性的原因是细胞含有个体发育的全部或全套基因 D.多能干细胞能够发育为机体多种组织，但一般不认为该过程体现细胞全能性 答案　B 解析　题述多能干细胞没有形成各种细胞或完整的个体，没有体现动物细胞核具有全能性，B错误。 考点二　细胞的衰老和死亡 5.(2025·湖南长沙一中模拟)多细胞生物体的细胞经过有限次数的分裂以后，进入不可逆转的增殖抑制状态，它的结构与功能发生衰老性变化。20世纪60年代初，经过大量试验发现了体外培养的动物细胞只能培养存活40～60代。在体内，随着个体发育，细胞逐渐进入衰老状态。衰老细胞在结构和功能上发生一系列变化：如核膜内折、染色质收缩、线粒体和内质网减少、膜流动性降低等。下列叙述正确的是(　　) A.个体衰老意味着组成个体的全部细胞衰老 B.衰老的细胞核体积减小，染色质染色加深 C.老人出现白头发，是因为细胞内的色素都逐渐减少 D.随着年龄的增长，细胞继续分裂的次数会逐渐减少 答案　D 解析　个体衰老意味着组成个体的细胞普遍衰老，但不是全部衰老，A错误；衰老细胞的细胞核体积增大，染色质染色加深，B错误；老人出现白头发，是因为细胞内的黑色素逐渐减少(主要原因是某些细胞内相关酶的活性降低)，但并不是所有细胞内的色素都减少，C错误；随着年龄的增长，细胞继续分裂的次数会逐渐减少，这说明细胞会随着分裂次数的增多而衰老，D正确。 6.(2025·广东东莞联考)自由基学说是一种细胞衰老假说。图示为自由基学说示意图，下列叙述正确的是(　　) A.由图可知，过程②①的作用效果属于正反馈调节 B.自由基可能引起细胞衰老，不会引起细胞癌变 C.若过程③使酪氨酸酶活性降低，会导致衰老细胞内黑色素积累 D.过程④导致DNA片段缺失引起染色体结构变异 答案　A 解析　由图可知，过程②的作用效果促进过程①产生更多的自由基，属于正反馈调节，A正确；细胞癌变的原因是原癌基因或抑癌基因发生突变，由图可知，自由基攻击DNA导致基因突变，有可能导致细胞癌变，B错误；若过程③攻击的是酪氨酸酶，导致酶活性降低，黑色素合成减少，头发变白，C错误；过程④使DNA分子中的基因发生碱基缺失或替换等，导致遗传信息发生改变，属于基因突变，D错误。 7.(2025·黑龙江绥化期末)每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA—蛋白质复合体，称为端粒。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。当端粒缩短到一定程度，细胞停止分裂。端粒酶能够将变短的DNA末端重新加长。端粒酶作用机理如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A.端粒酶以自身DNA序列为模板不断延长端粒DNA序列 B.端粒酶中的成分能够催化染色体DNA的合成 C.细胞衰老与染色体DNA随复制次数增加而缩短有关 D.抑制端粒酶的作用可抑制癌细胞增殖 答案　A 解析　由图可知，端粒酶以自身RNA序列为模板不断延长端粒DNA序列，A错误。 【综合提升】 8.(2025·河南洛阳一中质检)取同一生物体的不同类型细胞，检测其基因表达，结果如图所示。下列分析正确的是(　　) A.基因1～6中控制ATP水解酶合成的基因最可能是基因4 B.细胞a～g中生理功能最为近似的应该是细胞b和细胞e C.组成1～6基因的脱氧核苷酸种类、数量和排列方式均不同 D.a～g各个细胞中染色体上所含基因的种类和数量完全不同 答案　B 解析　6个细胞中都能合成ATP水解酶，应该对应基因2，A错误；功能越相似的细胞，含有的蛋白质种类越相似，表达的基因越相似，所以b、e细胞的功能最为相似，B正确；细胞生物基因的基本组成单位是4种脱氧核苷酸，1～6基因不同的原因是脱氧核苷酸的数量和排列顺序不同，C错误；图中a～g细胞来自同一生物体，所以细胞内染色体上基因的种类和数量相同，D错误。 9.(2025·山西师大附中质检)“毛痣”处存在毛发过度生长的现象，这是因为其毛囊周围衰老的黑色素细胞释放的Spp1分子活化了毛囊干细胞，主要机制如图。下列叙述正确的是(　　) A.释放Spp1的黑色素细胞物质运输功能上升 B.衰老的黑色素细胞内黑色素会过度积累，导致“老年斑” C.Spp1分子会诱导毛囊干细胞DNA序列改变，引起细胞分化 D.Spp1分子能够调控毛囊干细胞的细胞周期，加快细胞分裂 答案　D 解析　Spp1分子是由毛囊周围衰老的黑色素细胞释放的，细胞衰老后，细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低，A错误；黑色素细胞衰老后，细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，所以老年人的头发会变白，老年人的皮肤上会长出“老年斑”，这是细胞内色素积累的结果，但不是黑色素，B错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，一般不改变细胞DNA序列，C错误。 10.(2025·北京东城区模拟)副结核病是由副结核分枝杆菌(MAP)引起的，以顽固性腹泻、渐进性消瘦和肠黏膜增厚形成皱襞等为特征的人畜共患传染性疾病，会对养殖业造成严重的经济损失。 (1)MAP与人体细胞在结构上最主要的区别是________________。吞噬细胞是MAP感染早期的主要宿主细胞，MAP进入吞噬细胞后会在________中被消化分解。 (2)吞噬细胞的凋亡对机体限制MAP的繁殖十分重要。研究人员研究了MAP菌株与小鼠吞噬细胞凋亡的关系(结果如图)。据图可知MAP可以诱导吞噬细胞凋亡，判断的依据是___________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)当机体受到外界刺激时，不能折叠或错误折叠的蛋白质会在内质网中积累，称为内质网应激。研究发现MAP能引起小鼠吞噬细胞内质网应激，由此有人推测：MAP可能是通过引起小鼠吞噬细胞发生内质网应激来诱导吞噬细胞凋亡的。为研究上述推测是否正确，研究人员设计以下实验，请在空格处填上相应的内容。 组别 实验材料或试剂 　　　　 甲 乙 丙 丁 a.________ ＋ ＋ ＋ ＋ b.________ － ＋ ＋ ＋ 内质网应激抑制剂4－PBA c.__ e.__ ＋ g.__ 内质网应激激动剂Tm d.__ － f.__ h.__ 注：“＋”表示加入该材料或试剂；“－”表示不加入。检测指标为凋亡相关蛋白相对含量。 ①若实验结果为________________________，则说明推测正确。 ②若想进一步研究内质网应激介导的凋亡对MAP在细胞内繁殖的影响。则还需要在上述实验中检测_______________________________________________________。 答案　(1)MAP没有以核膜为界限的细胞核　溶酶体　(2)侵染12 h后MAP处理组的细胞凋亡相关蛋白相对含量显著高于对照组的　(3)小鼠吞噬细胞　MAP菌液　－　－　－　－　－　＋　①与甲组相比，乙组细胞凋亡相关蛋白相对含量显著升高；与乙组相比，丙组细胞凋亡相关蛋白相对含量显著降低，丁组显著升高　②感染后细胞内MAP的数量 解析　(1)MAP是原核生物，其与人体细胞(真核细胞)在结构上最主要的区别是MAP没有以核膜为界限的细胞核；溶酶体可吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，所以MAP进入吞噬细胞后会在溶酶体中被消化分解。(2)与对照组相比，侵染12 h后MAP处理组的细胞凋亡相关蛋白相对含量显著增加，从而可知MAP可以诱导吞噬细胞凋亡。(3)依题干信息可知，实验目的是探究MAP是否通过引起小鼠吞噬细胞发生内质网应激来诱导吞噬细胞凋亡，结合表格分析可知，实验的自变量是MAP菌液的有无及内质网应激试剂的类型，因变量是凋亡相关蛋白相对含量。实验设计应遵循对照原则与单一变量原则，由此可得实验材料应该是小鼠吞噬细胞和MAP菌液，其中甲组是小鼠吞噬细胞，不加入MAP菌液，其目的是作为对照，乙组中加入MAP菌液，表中的a和b分别是小鼠吞噬细胞、MAP菌液，而c～h分别是－、－、－、－、－、＋。①若MAP是通过引起小鼠吞噬细胞发生内质网应激来诱导吞噬细胞凋亡的，则实验结果为与甲组相比，乙组细胞凋亡相关蛋白相对含量显著升高；与乙组相比，丙组细胞凋亡相关蛋白相对含量显著降低、丁组显著升高。②反映MAP在细胞内繁殖的指标应该是MAP的数量，所以若想进一步研究内质网应激介导的凋亡对MAP在细胞内繁殖的影响，则还需要在上述实验中检测感染后细胞内MAP的数量。 学科网（北京）股份有限公司 $