专题13-细胞的分化、衰老和死亡(串讲)(新高考专用)(解析版).docx

专题13 细胞的分化、衰老和死亡
考点分布
重点难点
备考指南
1.细胞分化的实质
2.细胞分化的意义
3.细胞全能性的概念
4.不同生物不同细胞全能性的大小
5.细胞衰老的特征
6.细胞凋亡的概念
7.细胞凋亡的意义及与细胞坏死的区别
1.细胞的分化
2.细胞的全能性
3.细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系
理解并掌握细胞分化、细胞全能性、细胞凋亡的概念。
理解细胞分化的实质和意义。
掌握有衰老细胞的特征。
理解并能区分细胞凋亡和细胞坏死。
考点一　细胞的分化与全能性

1．细胞分化
（1）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。
（2）时间：发生在整个生命进程中，胚胎时期达到最大限度。
（3）结果：形成不同的组织和器官。
（4）特点：
①普遍性：多细胞生物普遍具有。
②持久性：细胞分化是一种持久性的变化。
③不可逆性：一般来说，细胞只能从全能干细胞最终走向高度分化的体细胞，不能反向进行。
（5）实质：在个体发育过程中，不同细胞中遗传信息的执行情况不同，即基因的选择性表达。
（6）意义
2．细胞的全能性
概念：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。

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
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.细胞分化从细胞水平分析细胞的形态、结构和生理功能发生改变。从亚显微结构水平分析细胞器的种类和数目及细胞质基质的成分和功能发生改变。
2.基因选择性表达，即遗传信息的执行情况不同，这是细胞分化的根本原因。
3.同一个体不同类型的细胞蛋白质和mRNA不完全相同。
4.细胞分化前后细胞数目和细胞内的遗传物质不变

1.细胞分化与细胞的全能性的比较
项目
细胞分化
细胞的全能性
原理
细胞内基因选择性表达
含有本物种全套遗传物质
特点
①持久性；
②不可逆性；
③普遍性
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
细胞分化程度有高低之分：体细胞＞生殖细胞＞受精卵
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物种遗传特性所需要的全套遗传物质，因而都具有全能性；
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
2.细胞分化的三个关键点
（1）细胞分化的标志
①分子水平：合成了某种细胞特有的蛋白质，如唾液淀粉酶、胰岛素等。
②细胞水平：形成不同种类的细胞。
（2）分化细胞表达的基因
①管家基因：所有细胞均表达的一类基因，其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。
②奢侈基因：不同类型细胞特异性表达的一类基因，其产物赋予不同细胞特异性的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。

1．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卵细胞的分化程度较高，其全能性也较高。
2．细胞分化的判断依据：选择性表达的基因（奢侈基因）得以表达的细胞发生了分化，如胰岛素基因、血红蛋白基因表达出相应蛋白质可以证明细胞发生了分化。
3．体现全能性的判断依据：起点是“已分化的细胞”，终点是发育成“完整个体”或发育成各种细胞才是全能性的体现。
典例1.下列有关细胞全能性的叙述，正确的是(　　)
A．植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因
B．高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性
C．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因发生了改变
D．将紫色糯性玉米种子培育成植株，反映了植物种子具有全能性
【答案】B
【解析】细胞具有全能性的原因是细胞具有发育成完整个体所必需的全套遗传信息，而配子也具有这样的全套基因，因此同样具有全能性，A项错误；细胞表现全能性的前提是处于离体状态，B项正确；植物体内某些细胞没有表现出全能性是细胞内基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果，C项错误；种子发育成植株是个体正常发育的过程，不能反映全能性，D项错误。
典例2.“细胞核重编程”即将人类成熟的体细胞重新诱导回干细胞状态，它们就有再分化形成多种类型细胞的可能，可应用于临床医学。下列有关叙述错误的是(　　)
A．干细胞分化成多种类型的细胞体现了细胞的全能性
B．干细胞可用于治疗因胰岛B细胞受损而引起的糖尿病
C．“细胞核重编程”和干细胞的再分化均与细胞内基因的选择性表达相关
D．该项研究为临床上解决器官移植的免疫排斥反应带来希望
【答案】A
【解析】干细胞分化成多种类型的细胞，但没有形成个体，所以不能体现动物细胞的全能性，A错误；细胞核重编程后形成的细胞，其细胞核是自身细胞的，形成的组织器官用于移植属于自体移植，没有免疫排斥反应，D正确。
考点二　细胞的衰老和死亡

1．细胞衰老
（1）细胞衰老的特征
①细胞膜的变化：细胞膜通透性功能改变，使物质运输功能降低。
②细胞核的变化：细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。
③细胞代谢的变化：细胞内水分减少，体积变小，细胞内大多数酶的活性降低，
细胞内呼吸速度减慢，新陈代谢速度减慢；细胞内的色素会逐渐积累。
（2）细胞衰老的原因
①自由基学说：细胞代谢中产生的自由基会攻击和破坏生物膜的组成成分磷脂分子、DNA、蛋白质等，致使细胞衰老。
②端粒学说：端粒位于染色体两端，其化学本质是DNA。端粒会随着细胞分裂次数的增加而缩短，导致正常基因的DNA序列损伤，使细胞逐渐衰老。
伤，使细胞逐渐衰老。
2．细胞的死亡
（1）细胞凋亡
概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，它是一种程序性死亡。
类型
意义
（2）细胞坏死
受外界不利因素影响；不受基因控制。

1．细胞衰老和凋亡对机体的正常发育都是有利的，细胞坏死对机体是有害的。
2．细胞凋亡与基因选择性表达有关，但不属于细胞分化过程。

细胞凋亡和细胞坏死的区别
（1）从方式看
（2）从结果看

典例1.关于细胞衰老机制，科学家们提出了许多学说，其中的端粒学说目前被大家普遍接受。端粒是染色体末端的一种特殊序列DNA，每次分裂后会缩短一截，最终使细胞走向衰老。端粒酶能以自身的RNA为模板合成端粒序列加到染色体DNA末端而修复缩短部分，下列说法错误的是(　　)
A．端粒是真核细胞特有的结构，原核细胞中没有
B．端粒酶是一种DNA聚合酶，能延缓细胞的衰老
C．癌细胞中端粒酶的活性可能高于正常细胞
D．同一个体的不同细胞中端粒的长度可能不相同
【答案】B
【解析】端粒存在于染色体的末端，而染色体是真核生物特有的结构，原核生物中没有，A正确；由题意“端粒酶能以自身的RNA为模板合成端粒序列加到染色体DNA末端而修复缩短部分”可知，端粒酶是逆转录酶，B错误；癌细胞可以无限增殖，可能是因为端粒酶活性较高，可以修复因分裂而缩短的DNA，C正确；同一个体不同细胞分裂的次数不同，端粒的长度可能不同，D正确。
典例2.（2021辽宁丹东阶段测试）细胞的衰老是普遍存在的现象。下列有关叙述错误的是(　　)
A.皮肤色素沉积出现的“老年斑”是由酪氨酸酶活性降低所致
B.衰老细胞的细胞膜的通透性改变,使物质运输效率下降
C.细胞衰老可能是由于大量自由基干扰了细胞的正常的代谢
D.在新生的生物体中,同样存在着细胞衰老现象
【答案】A
【解析】皮肤色素沉积出现的“老年斑”是由细胞代谢减弱所致,A错误;衰老细胞的细胞膜的通透性改变,使物质运输效率下降,B正确;细胞衰老可能是由于大量自由基干扰了细胞的正常的代谢,C正确;在新生的生物体中,同样存在着细胞衰老现象,D正确。

1.(2020·海南，11)下列关于细胞生命历程的叙述，正确的是(　　)
A．细胞分裂和分化均可增加细胞数量
B．细胞分化只发生在胚胎时期
C．细胞衰老时，细胞膜的选择透过性功能提高
D．细胞凋亡过程中既有新蛋白质的合成，又有蛋白质的水解
【答案】D
【解析】　细胞分裂可增加细胞数量，细胞分化可增加细胞种类但不增加细胞数目，A错误；细胞分化发生在个体发育的各个时期，是生物个体发育的基础，B错误；细胞衰老时，细胞膜的通透性改变，使物质运输的功能下降，C错误；细胞凋亡过程中既有新蛋白质的合成，又有蛋白质的水解，D正确。
2.(2020·江苏，4)下列关于细胞生命活动的叙述，正确的是(　　)
A．高度分化的细胞执行特定的功能，不能再分裂增殖
B．癌变细胞内发生变异的基因都不再表达
C．正常组织细胞在体外长时间培养，一般会走向衰老
D．凋亡细胞内有活跃的基因表达，主动引导走向坏死
【答案】C
【解析】高度分化的细胞也可以进行增殖，如精原细胞等，A项错误；癌变细胞内已变异的基因也可以表达，使细胞表现出癌细胞的特征，B项错误；细胞凋亡是由基因控制的细胞编程性死亡，不是细胞坏死，D项错误。
3.(2019·全国Ⅰ，1)细胞凋亡是细胞死亡的一种类型。下列关于人体中细胞凋亡的叙述，正确的是(　　)
A．胎儿手的发育过程中不会发生细胞凋亡
B．小肠上皮细胞的自然更新过程中存在细胞凋亡现象
C．清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象
D．细胞凋亡是基因决定的细胞死亡过程，属于细胞坏死
【答案】B
【解析】胎儿手的发育过程中发生细胞凋亡，才会形成成形手指，A项错误；清除被病原体感染的细胞的过程属于细胞凋亡，C项错误；细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，不同于细胞坏死，细胞坏死是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，D项错误。
4.(2020·山西省晋中市一模)细胞分化是多细胞生物体的一种正常生命现象。下列能说明细胞已发生分化的依据是(　　)
A．细胞中存在肌动蛋白基因
B．细胞中合成了胰岛素
C．细胞内多种酶的活性降低
D．细胞进行无氧呼吸合成ATP
【答案】B
【解析】细胞分化是指在个体发育中，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，细胞分化的本质是基因的选择性表达。同一生物体所有细胞都含有相同的遗传物质，且都含有该个体的全部基因，因此具有肌动蛋白基因不能说明细胞已经分化，A错误；只有胰岛B细胞能合成胰岛素，其他细胞不合成胰岛素，细胞中有胰岛素，说明该细胞发生了分化，B正确；细胞内多种酶的活性降低是细胞衰老的特征，不能说明细胞发生分化，C错误；绝大多数细胞在缺氧条件下都能进行无氧呼吸，并合成ATP，与细胞分化无关，D错误。
5.(2020·辽宁省百强校高三上学期期末)下列与细胞生命历程有关的叙述，正确的是(　　)
A．细胞癌变后，细胞膜上的甲胎蛋白、癌胚抗原减少，黏着性降低
B．白细胞凋亡速度比红细胞快，因为白细胞不能分裂
C．“老年斑”的出现表明细胞内物质的交流和传递受到影响
D．浆细胞和胰岛B细胞中遗传信息的执行情况相同
【答案】C
【解析】细胞癌变后，细胞膜上的甲胎蛋白、癌胚抗原增多，A错误；白细胞凋亡的速度比红细胞快，是由于细胞凋亡的速度与其自身功能密切相关，B错误；衰老细胞的代谢速度慢，色素逐渐积累，所以“老年斑”的出现表明细胞内物质的交流和传递受到影响，C正确；浆细胞和胰岛B细胞是由细胞分化而来的，细胞分化的实质是遗传信息的执行情况不同，D错误。
6.(2020·福建省三明市高三5月质量检查)下列关于细胞生命历程的叙述，错误的是(　　)
A．人体造血干细胞分化为各种血细胞的过程是不可逆的
B．细胞分化会导致mRNA的种类和数量发生改变
C．细胞凋亡是一个被动的过程，细胞坏死是一个主动的过程
D．基因的DNA序列受损可导致细胞衰老
【答案】C
【解析】细胞分化过程一般是不可逆的，人体造血干细胞分化为各种血细胞的过程是不可逆的，A正确；细胞分化产生的不同细胞内的部分基因会选择性表达，导致mRNA的种类和数量发生改变，B正确；细胞凋亡是一个主动的过程，细胞坏死是一个被动的过程，C错误；端粒学说认为基因的DNA序列丢失或受损可导致细胞衰老，D正确。