第3单元 第21讲 细胞的分化、衰老和死亡-【创新教程】2027年高考生物总复习大一轮课件PPT(单选)
2026-08-11
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教辅
摘要:
该高中生物学高考复习课件聚焦“细胞的生命历程”单元,覆盖细胞分化与全能性、衰老与死亡等核心考点,依据高考评价体系梳理必备知识,通过研析考点层级突破明确“基因选择性表达”“端粒学说”等高频考点权重,归纳细胞分化实质分析、细胞死亡方式判断等常考题型,体现高考备考的针对性。
课件亮点在于高考真题训练与核心素养融合,如以2024湖南卷细胞衰老题为例,结合细胞衰老、坏死、凋亡对比表格解析考点,培养生命观念和科学思维,帮助学生掌握“原理分析+实例判断”答题技巧,教师可据此开展精准复习,助力学生高效冲刺高考。
内容正文:
第21讲 细胞的分化、衰老和死亡
第三单元 细胞的生命历程
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第三单元 细胞的生命历程
高考总复习 生物学
构建体系 素养建模
研析考点 层级突破
01
02
课时作业
05
真题考法 素养演练
04
第三单元 细胞的生命历程
高考总复习 生物学
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构建体系 素养建模
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研析考点 层级突破
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课时作业
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第三单元 细胞的生命历程
高考总复习 生物学
知识体系——定内容
核心素养——定能力
生命
观念
通过对细胞的分化、衰老、死亡的讨论,认识细胞的结构与功能是相适应的
科学
思维
通过对细胞全能性的分析,理解细胞全能性的原因
科学
探究
通过搜集有关干细胞进展、社会老龄化问题和健康的生活方式等资料,关注人体健康
考点1 细胞的分化与细胞的全能性
[必备知识·复盘]
1.细胞的分化
2.细胞的全能性
(1)概念
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。
(2)实例
①植物组织培养(以胡萝卜组织培养为例)
②克隆动物的培育(动物体细胞核移植)
(以非洲爪蟾的核移植为例)
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
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
1.蝌蚪四肢的组织来自于干细胞的增殖分化。
(2024·贵州卷,2B)(√)
2.上皮细胞的形成与基因的选择性表达有关。
(2024·浙江6月选考,4D)(√)
3.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。(2024·江苏卷,11A)(√)
1.(必修1 P118“问题探讨”)骨髓移植可以改变血型或影响下一代的遗传吗?
答案:可以改变血型,但不会影响遗传。
2.(必修1 P120“思考·讨论”资料2)动物的细胞核为什么具有全能性?可通过什么实验来证实?
答案:它含有保持本物种遗传特性所需要的全套基因,并没有因细胞分化而失去基因,因此,高度分化的细胞核仍然具有全能性。这可以从细胞核移植实验以及其他的实验证据中得到证实。
3.(情景探究)某人的胰岛B细胞和神经细胞在形态、结构和功能上具有较大差别,研究发现它们所含的基因却是相同的。请回答下列问题:
(1)胰岛B细胞和神经细胞在形态、结构和功能上具有差别的直接原因和根本原因是什么?
答案:直接原因是它们所含的蛋白质不同;根本原因是二者细胞中选择性表达的基因不同。
(2)胰岛B细胞和神经细胞所含基因相同的原因是什么?
答案:两种细胞均是由同一个受精卵经过有丝分裂形成的。
[关键能力·提升]
◆[提升点1] 通过细胞分化考查理解能力和获取信息的能力
1.在植物发育过程中,分生组织细胞中的前质体能够根据细胞所处位置和接受光照程度分化形成功能各异的质体,如叶绿体、淀粉质体、白色体等。下列说法错误的是( )
A.前质体的分化发生于细胞分化过程中
B.前质体的分化过程受内外因素的影响
C.前质体的分化使质体功能趋向专门化
D.前质体的分化状态在自然条件下可逆转
解析:D [根据题意,分生组织细胞具有分裂分化能力,其细胞中的前质体分化伴随于细胞分化过程,如分生组织细胞分化形成绿色细胞过程,前质体就分化为叶绿体,A正确;前质体能够根据细胞所处位置(内部因素)和接受光照程度(外界因素)分化形成功能各异的质体,说明前质体的分化过程受内外因素的影响,B正确;前质体可分化形成功能各异的质体,如叶绿体进行光合作用,淀粉质体储藏淀粉,分化使质体的功能趋向专门化,C正确;在自然条件下,分化后的细胞将一直保持分化后的状态,细胞内的质体也一直保持分化后的状态,虽然某些细胞白色体在光下还可以转化为叶绿体,但不能逆转为分化前的前质体,D错误。]
◆[提升点2] 通过分化的实质考查综合分析问题、解决问题的能力
2.下图表示人体部分细胞的形成过程,PU、GATA为两种蛋白质,是细胞内调控因子。下列说法错误的是( )
A.根据图中信息可体现出N细胞具有全能性
B.图中自然发育过程是基因选择性表达的结果
C.人为调控的细胞分化后遗传物质不变
D.细胞分化有利于提高人体各种生理功能的效率
解析:A [细胞全能性是指细胞经分裂分化后,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,图中N细胞只是发育成单核细胞和幼红细胞,没有发育成完整有机体或各种细胞,不能表现其具有全能性,A错误;多细胞生物个体自然发育过程是基因选择性表达的结果,B正确;细胞分化后遗传物质不变,C正确;细胞分化使细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异,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,D正确。]
3.(不定项)科学家将c-Myc、KIf4、Sox2和Oct-3/4这四个关键基因转入高度分化的小鼠成纤维细胞内,细胞在一定条件下转变成iPS细胞。在适当条件诱导下,iPS细胞可以定向分化成各种细胞。下列叙述正确的是( )
A.图示过程运用了转基因技术,原理是基因重组
B.iPS细胞分化成各种组织细胞过程中DNA序列不变
C.iPS细胞的分裂分化能力比造血干细胞弱
D.iPS细胞分化成各种组织细胞时表达的基因不完全相同
解析:ABD [据题图分析,将四个关键基因转入高度分化的小鼠成纤维细胞内,再通过培养转变成iPS细胞,运用了转基因技术,原理是基因重组,A正确;iPS细胞分化成各种组织细胞的过程中,细胞的形态、结构和生理功能发生改变,细胞分化的实质是基因的选择性表达,使得细胞内信使RNA和蛋白质改变,但DNA序列不变,B正确;iPS细胞的分裂分化能力比造血干细胞强,C错误;iPS细胞分化成各种组织细胞时,涉及基因的选择性表达,故表达的基因不完全相同,D正确。]
考点2 细胞的衰老和死亡
[必备知识·复盘]
1.细胞的衰老
(1)细胞衰老的特征
(2)细胞衰老的原因
①自由基学说
自由基的概念:通常把异常活跃的带电分子或基团称为自由基。
自由基的危害:
a.攻击生物膜的组成成分 磷脂分子 ,引发雪崩式的反应,对 生物膜 损伤比较大。
b.攻击DNA,可能引起 基因突变 。
c.攻击蛋白质,使蛋白质活性 下降 ,导致细胞衰老。
②端粒学说
a.端粒的概念: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。
b.端粒DNA序列在每次细胞分裂后会 缩短 一截,在端粒DNA序列被“截”短后,端粒内侧正常基因的DNA序列会受到损伤导致细胞逐渐衰老。
2.细胞的死亡
(1)细胞死亡包括 凋亡 和 坏死 等方式。
(2)细胞凋亡
①概念:是指由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。
②
(3)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 。
1.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。(2024·江苏卷,11D)(√)
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)(×)
3.细胞产生的自由基可以通过攻击DNA和蛋白质引起细胞衰老。(2025·甘肃卷,4B)(×)
1.(必修1 P125“与社会的联系”)评价一个国家步入社会老龄化的依据是什么?
答案:60岁以上人口所占比例达到或超过总人口的10%,或者65岁以上人口达到或超过总人口的7%。
2.(必修1 P124“文字信息”)人体自由基产生于哪些方面?有怎样的危害?
答案:来源:①细胞的各种氧化反应,②辐射,③有害物质入侵。危害:①攻击磷脂分子,②攻击DNA分子,③攻击蛋白质等生物分子。
3.(情景探究)人体不同细胞的寿命和分裂能力不同(见下表)。请分析表中有关数据。
细胞
种类
小肠上皮细胞
平滑肌细胞(分布于内脏器官)
心肌细胞
神经细胞
白细胞
寿命
1~2 d
很长
很长
很长
5~7 d
能否
分裂
能
能
不能
绝大多数不能
不能
(1)细胞的寿命与其分裂能力之间有对应关系吗?
答案:细胞的寿命与其分裂能力无关。
(2)细胞凋亡速率与它们的功能有关系吗?举例说明。
答案:有关系。如白细胞的功能是吞噬病菌等,所以白细胞凋亡的速率很快。
[关键能力·提升]
◆[提升点1] 通过细胞衰老与细胞死亡考查信息提取能力、理解能力
1.(2023·山东卷)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
解析: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”,说明了蛋白酶L基因影响细胞焦亡,所以如果敲除编码蛋白酶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。]
◆[提升点2] 通过细胞凋亡和衰老的原理和实验考查科学思维和综合判断能力
2.铁死亡是一种铁依赖性的脂质过氧化产物积累引发的细胞程序性死亡。铁死亡的关键调节因子谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)活性受到抑制时,细胞的抗氧化能力下降,活性氧(ROS)大量堆积,从而引发氧化损伤导致细胞铁死亡;此过程中,线粒体发生萎缩、膜密度增加、嵴减少等重要且独特的形态学现象。下列说法正确的是( )
A.细胞铁死亡不受环境因素的影响
B.维持GPX4的活性有利于脂质过氧化物的积累
C.铁依赖的细胞死亡不利于生物体稳态的维持
D.可根据线粒体形态学变化来判断细胞死亡方式
解析:D [由题中信息“铁死亡是一种铁依赖性的脂质过氧化产物积累引发的细胞程序性死亡”可知,细胞铁死亡属于细胞凋亡,受基因的控制,同时受环境因素的影响,A错误;GPX4活性受到抑制时会导致细胞铁死亡,而根据铁死亡的概念可知,铁死亡由脂质过氧化产物积累引发,所以抑制GPX4的活性有利于脂质过氧化物的积累,B错误;铁死亡属于细胞凋亡,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以及抵御外界各种因素的干扰都起着非常关键的作用,C错误;细胞铁死亡过程中,线粒体发生萎缩、膜密度增加、嵴减少等重要且独特的形态学现象,所以可根据线粒体形态学变化来判断细胞死亡方式,D正确。]
3.(不定项)在人的一生中,体细胞一般能够分裂50~60次。科学家利用分裂了40次的男性成纤维细胞和分裂了10次的女性成纤维细胞进行如下实验。依据实验结果能够得出的结论是( )
实验方案
继续培养10~20代实验结果
两种细胞等量混合培养
女性细胞的分裂依旧旺盛,男性细胞逐渐停止分裂
将女性细胞核注入到男性去核细胞中
融合细胞分裂依旧旺盛
将男性细胞核注入到女性去核细胞中
融合细胞逐渐停止分裂
A.在稳定的培养环境下,细胞衰老由细胞自身因素决定
B.细胞分裂潜力主要取决于细胞核而非细胞质
C.随着分裂次数增加,细胞质中自由基积累,导致细胞衰老
D.随着分裂次数增加,核染色体端粒逐渐缩短,导致细胞衰老
解析:AB [由第一组实验结果可知,两种细胞在同样条件下培养结果不同,故细胞衰老是由细胞自身因素决定的,A正确;对比第二组、第三组实验结果可知,男性细胞核使细胞分裂停止,女性细胞核使细胞分裂旺盛,实验能说明细胞分裂潜力主要取决于细胞核而非细胞质,B正确;本实验没有涉及自由基、端粒的比较,无法得出细胞质中自由基积累,核染色体端粒逐渐缩短,导致细胞衰老的结论,C、D错误。]
细胞衰老与细胞坏死、细胞凋亡的内容比较
比较内容
细胞衰老
细胞坏死
细胞凋亡
影响因素
基因、端粒酶等
细胞受到严重损伤
基因调控
细胞体积
萎缩变小
肿胀变大
皱缩变小
细胞核
体积增大、核膜皱折,染色质固缩
染色质不凝集,核膜破裂等
染色质凝集,并沿核膜分布
细胞质、
细胞膜
多种酶活性降低、色素积累等
线粒体膨大
细胞器完整
细胞质膜
通透性改变
破裂
包裹细胞器等碎片形成凋亡小体
炎症反应
无
有
无
[真题研析]——浸润素养
[例](2024·湖南高考)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
[关键信息点]
①
细胞衰老的端粒学说和自由基学说
②
衰老细胞的结构变化
解析:C [根据细胞衰老的端粒学说,染色体中端粒缩短,A正确;染色体中端粒缩短,会造成端粒内侧正常基因的DNA序列受到损伤,细胞活动渐趋异常,导致细胞衰老,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。]
[真题品悟]——厚积素养
[考向1] 细胞的分化和全能性
1.(2025·江西卷)诱导多能干细胞(ips细胞)在生物医药领域有广阔的应用前景。研究人员利用多种小分子化合物协同诱导小鼠胎儿成纤维细胞,成功获得ips细胞。下列叙述错误的是( )
A.小分子化合物改变了小鼠胎儿成纤维细胞的基因表达
B.小鼠胎儿成纤维细胞形成ips细胞的过程属于细胞分化
C.利用胰蛋白酶处理小鼠胎儿某些组织可获得分散的成纤维细胞
D.培养小鼠胎儿成纤维细胞和ips细胞时需提供一定浓度的CO2
解析:B [小分子化合物通过调控基因表达使成纤维细胞重编程为ips细胞,改变了原有基因表达模式,A正确;成纤维细胞形成ips细胞的过程是逆分化(去分化),而非细胞分化,B错误;胰蛋白酶可分解细胞间质蛋白,使组织分散为单个细胞,符合动物细胞培养操作,C正确;动物细胞培养通常需要5% CO2以维持培养液pH,成纤维细胞和ips细胞培养均需此条件,D正确。]
2.(2024·江苏高考)图示普通韭菜(2n=16)的花药结构。为了快速获得普通韭菜的纯系,科研人员利用其花药进行单倍体育种。下列相关叙述正确的有( )
A.花粉细胞和花药壁细胞均具有全能性
B.培养基中生长素与细胞分裂素的比例影响愈伤组织再分化
C.镜检根尖分生区细胞的染色体,可鉴定出单倍体幼苗
D.秋水仙素处理单倍体幼苗,所得植株的细胞中染色体数都是16
解析:ABC [花粉细胞含有一个完整的染色体组,花药壁细胞含有2个染色体组,都含有该生物生长、发育和繁殖的全部遗传信息,均具有全能性,A正确;愈伤组织再分化过程中,如果细胞分裂素和生长素同时使用,且生长素用量较高,有利于根的分化、抑制芽的形成,如果同时使用,且细胞分裂素用量较高,有利于芽的分化、抑制根的形成,所以培养基中生长素和细胞分裂素的比例将影响愈伤组织分化的方向,B正确;单倍体幼苗细胞含有的染色体数目减半,因此可镜检根尖分生区细胞的染色体,鉴定出单倍体幼苗,C正确;秋水仙素处理单倍体幼苗,可能有些细胞染色体数目没有加倍,只含有8条,D错误。]
[考向2] 细胞的衰老和死亡
3.(2025·浙江6月卷)人体可消除会引发自身免疫病的T淋巴细胞。这些T淋巴细胞消失的过程属于( )
A.细胞增殖
B.细胞生长
C.细胞凋亡
D.细胞分化
解析:C [细胞增殖指细胞通过分裂增加细胞数量,不会导致细胞消失,A错误;细胞生长是细胞体积增大的阶段,不会直接导致细胞被清除,B错误;细胞凋亡是由基因控制的细胞主动死亡过程,用于清除异常或有害的细胞。人体消除可能攻击自身组织的T淋巴细胞,属于细胞凋亡,C正确;细胞分化是细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程,不会导致细胞消失,D错误。]
4.(2025·甘肃卷)绝大多数细胞在经历有限次数的分裂后不再具有增殖能力而进入衰老状态。癌细胞具有较高的端粒酶活性,能防止端粒缩短、体外培养时可无限增殖不衰老。关于细胞衰老,下列叙述错误的是( )
A.衰老的细胞中细胞核形态异常,核质间的物质交换频率降低
B.细胞产生的自由基可以通过攻击DNA和蛋白质引起细胞衰老
C.体外培养癌细胞时,培养液中加入端粒酶抑制剂可诱导癌细胞衰老
D.将衰老细胞与去细胞核的年轻细胞融合,获得的融合细胞可以增殖
解析:D [衰老细胞的细胞核体积增大,核膜内折,染色质固缩,导致核质间物质交换效率降低,A正确;自由基学说指出,自由基攻击DNA、蛋白质等生物大分子,引起结构和功能损伤,导致细胞衰老,B正确;癌细胞依赖端粒酶维持端粒长度以无限增殖,抑制端粒酶活性会导致端粒缩短,最终引发癌细胞衰老,C正确;衰老与细胞核密切相关,融合细胞的核来自衰老细胞,即使细胞质年轻,仍无法恢复增殖能力,D错误。]
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