2024届高考 一轮复习 人教版 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变 学案

第12讲细胞的分化、衰老、凋亡和癌变

［课标要求］

1.细胞的分化(1【)2.细胞的全能性(H)3.细胞的衰老和凋亡以及与人体

健康的关系(II)4.癌细胞的主要特征及防治(II)

考点一细胞的分化及全能性

---4一」自主梳理A---：

1.细胞的分化

在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生

声纵的后代，在形轧结构和生理功能匕发生稳

定性差异的过程

典发生在整个生命进程中，胚胎时期达到最大

…限度

壑-形成不同的组织和器官

「持久性:贯穿于生物体整个生命历程中

皿一不可逆性：一般来说,分化了的细胞将一直

保持分化后的状态

-登邂：生物界中普遍存在

、「细胞分化是生物个体发育的基础

范义［使多细胞生物体中的细胞趋向矩化，彳i

利于提高各种生理功能的效率

I原他在个体发育过程中,不同的细胞中遗传信息

的执行情况不同(或基因的选择性表达)

［提醒］(1)细胞分化程度越高，细胞分裂的能力就越低。

(2)分化的细胞不一定不再进行分裂，如B淋巴细胞等，接受抗原刺激后仍

可再分裂。

2.细胞的全能性

星邕已经分化的细胞，仍然具有发直成完整

-A个体的潜能

磔细胞内含有形成完整个体所需的全套基因

的

全证明「植物组织培养一根物细胞具有全能性

动物体细胞的细胞核且

动物克隆一全能性

产生离体、适宜♦养、激素等

表达

容易程度厂受精卵〉生殖细胞〉体细胞

一L植物细胞＞动物细胞

［提醒1(1)未脱离植物体的细胞不能表现出全能性。

⑵分化程度高的细胞其全能性不一定低，如卵细胞。

3.干细胞

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

老曳早期胚胎或原始性腺

胞叫分化成任何二种组织和器官

也来自囊胚的内细胞团细胞

典各式各样的组织

功能具有分化成推定以唯细胞的

能力

举例竹髓干细胞、造血干细胞、

神经干细胞

〈国EJ回团n

(1)肌细胞与幼红细胞中的基因、mRNA、蛋白质均不同。(X)

(2)因为人体内神经细胞和卵细胞所携带的基因不同，所以其形态、功能不

同。(X)

(3)小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株，说明己发生了细胞分化且体现

了体细胞的全能性。(X)

(4)胰岛B细胞有胰岛素基因而无抗体基因，故可以产生胰岛素而不能产生

抗体。(X)

(5)人体内所有活细胞均具有全能性。(义)

(6)玉米种子萌发长成新植株体现了植物细胞的全能性。(义)

1.(必修1P118内文信息)(1)受精卵经细胞分裂和细胞分化形成了多种细胞,

这些细胞中的核DNA(填“相同”“不同”或“不完全相同"，下同),

细胞质中的mRNA和蛋白质的种类o

(2)如何从分子水平判断一个细胞是否是分化的细胞？

提示：(1)相同不完全相同(2)合成了某种细胞特有的蛋白质，如唾液淀

粉酶、胰岛素等。

2.(必修1P120与社会的联系)为什么可以利用干细胞培养组织、器官来修

复受到损伤的组织、器官？o

提示：因为干细胞具有分裂和分化的能力，可培养出组织或器官

3.(析图延模)细胞中的基因可分为两类：一类是维持细胞基本生命活动的

表达基因，称为管家基因；另一类是可以选择性表达的功能基因，称为奢侈基因。

下图是人体三种细胞内的部分基因及它们的活动状态，请回答下列问题：

a.催化菊菊糖一丙nn门能表达

酮酸的醉基因L，U的基因

b.生长激索基因

n不能表达

C.胰岛索基因

4u的基因

d.血红蛋白基因

(1)上述基因属于管家基因的是_________,属于奢侈基因的是_________(填字

母)。

⑵这三种细胞“血红蛋白基因”均表达，说明这三种细胞不包括

；A细胞可产生“胰岛素”，应为细胞；B细胞可产生“生长

激素”，应为细胞。

(3)若用胰岛素基因作探针检测A、B、C三种细胞的DNA分子，则其杂交

带状况如何？若将探针改作检测胰岛素基因的mRNA,其杂交带状况如何？

提示：(I)ab、c、d

(2)不能红细胞胰岛B垂体

(3)A、B、C三种细胞中均含胰岛素基因，故用胰岛素基因作探针，三种细

胞均可形成杂交带，但该基因只有在A细胞中才能转录产生mRNA,因此若将

探针改为检测胰岛素基因的mRNA,则只有A细胞能产生杂交带

透［析重点难点，

-丁

细胞分化的七个关键点

(1)细胞分化的标志

分子水平.合成了某种细胞特有的蛋白质,如唾液

^淀粉酣、胰岛素等

标

、志〃细胞水平.

形成不同种类的细胞

(2)过程图解

表达基因.

细胞的

A、C'

细胞形态、结

分裂构和功

去达基因

能不同

含全套基因B、C'

(包括A、B、C)

含全套基因含全套基因

(包括A、B、C)(包括A、B、C)

(3)细胞分裂与细胞分化的区别和联系

区地产*使细胞数目增多、细胞种类不变

维*使细胞种类增多、细胞数目不变

哒丞一细胞分裂是细胞分化的基础

(4)分化细胞表达的基因

解白mu所有细胞均表达的一类基因，其表达产

表留幽物是维持细胞基本生命活动所必需的，

达如呼吸酶基因、ATP水解酶基因

基

因赛优放•出不同类型细胞特异性表达的一类基因，

里3区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

(5)细胞分化的“变”与“不变”

DNA、tRNA、rRNA、细胞的数目

mRNA、蛋白质的种类，细胞的形态、

结构和功能

(6)细胞分化过程中遵循的中心法则

中

细胞分化时・DNA区RNA皿蛋白质

心

法

则嗤2眄A9RNA』

(7)并非所有干细胞都要发生分化

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，用于干细胞本身的自我更新。

考向突破

1.(2023•西藏拉丽高三月考)下列有关细胞的分化和全能性的说法，错误的

是()

A.细胞中检测到ATP合成酶不能作为判断细胞已经分化的依据

B.细胞分化的过程中会有新的蛋白质的合成

C.从一粒玉米长成一棵植株体现了植物的全能性

D.离体的植物细胞需要在一定的条件下才能激发其全能性

解析：选C。从一粒玉米长成一棵植株是植物的正常发育过程，不能体现植

物细胞的全能性，C错误。

2.(2023•青海西宁模拟)〃z)，o。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。以下叙述不正确的是()

A.前体细胞分化为肌细胞的过程是不可逆的

B.与肌细胞相比，前体细胞的分化程度较低

C.含有〃基因的细胞只能分化为肌细胞

D.myoD蛋白对tnyoD基因的表达存在正反馈调节

解析：选C。细胞分化一般具有不可逆性，所以正常情况下前体细胞分化为

肌细胞的过程是不可逆的，A正确；与肌细胞相比，前体细胞的分化程度较低，

B正确；所有细胞（不包括哺乳动物成熟红细胞）都含有基因，但,〃川。基

因只在肌细胞中表达，因此部分含有myo。基因的细胞也能分化为其他细胞，C

错误；myoD蛋白是myo。基因的表达产物，myoD蛋白能促进〃zyo。基因的表

达，说明myoD蛋白对戏心。基因的表达存在正反馈调节，D正确。

3.（2023・甘肃天水模拟预测）近年来，许多父母会为新生儿储存脐带血，具

体做法是婴儿出生后十分钟，医生从与胎盘相连的脐带中抽取少量血液，立即用

液态氮冷冻储存。脐带血中有多种类型的干细胞，能够产生不同种类的体细胞，

如骨细胞、神经细胞、肝脏细胞、内皮细胞和成纤维细胞等。关于脐带血干细胞,

下列说法错误的是（）

A.脐带血干细胞能分化成不同种类的体细胞，这是基因选择性表达的结果

B.脐带血中的造血干细胞可以分化成各种血细胞，体现了细胞的全能性

C.细胞分化使细胞中的蛋白质、RNA发生了稳定性变化

D.动物体细胞的细胞核具有全能性，是因为细胞核含有该动物儿乎全部的

遗传物质

解析：选B。脐带血中的造血干细胞可以分化成各种血细胞，该过程没有体

现细胞的全能性，B错误。

胴国唱詹0蜀随

“关键点法”区分细胞分化与细胞全能性的表达

（1）判断关系的关键点

司什终点是“组织器■”卜细胞分化

囹u终点是“个体”卜细胞全能性的表达

（2）实例

①同一来源的细胞形成形态、功能不同的组织细胞一细胞分化。

②植物体细胞形成新个体一细胞全能性表达。

创设情境长句特训

［概念辨析类1

1.细胞分化是指

答案：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.细胞的全能性是指_______________________________________________

_________________________，其基础是_________________________________

____________________________________________________________0

答案：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能细胞中含有发育

成完整个体所必备的全套的遗传信息

3.［全国H,T40(4)］与克隆羊“多莉(利)”培育成功一样，其他克隆动物的

成功获得也证明了_______________________________________________________

答案：动物已分化的体细胞的细胞核具有全能性

［原因分析类］

4.细胞分化形成不同的组织细胞，不同组织细胞形态、结构不同的直接原

因是o

答案：不同组织细胞中蛋白质的种类和含量不同

5.对叶片做横切，制片观察表皮、叶肉、叶脉等结构，发现叶肉细胞与其

他细胞的形态、结构都有显著差异，其根本原因是

答案：基因的选择性表达

6.平滑肌细胞能合成肌动蛋白，而神经细胞不能合成的原因是

答案：控制合成肌动蛋白的基因仅在平滑肌细胞中表达，在神经细胞中不表

达

7.人的胰岛B细胞和神经细胞的核基因的种类和数量是相同的，其原因是

答案：人的胰岛B细胞和神经细胞都来源于受精卵的有丝分裂和细胞分化,

有丝分裂和细胞分化都不会改变核遗传物质

8.小肠上皮是研究成体干细胞的理想材料之一。它由大量重复的单元构成,

每个单元结构如图一所示，a处是干细胞，其分化形成的新细胞在向上迁移的过

程中逐渐成熟为具有吸收、分泌功能的绒毛细胞。科学家用含有3H-胸昔的营养

液，处理活的小肠上皮，半小时后洗去游离的3H-胸昔。连续48小时检测小肠

上皮的被标记部位，结果如下图二(黑点表示放射性部位)所示。

肠腔

48小时检测

图一图二

⑴处理后开始的几小时，发现只有a处能够检测到放射性，原因是

(2)48小时后继续跟踪检测，发现小肠上皮上的放射性完全消失了，原因可

能是o

答案：(1)只有a处的细胞能进行细胞分裂，细胞分裂间期要利用3H.胸首合

成DNA(2)具有放射性的细胞最终因为衰老、凋亡、脱落而消失

考点二细胞的衰老、凋亡与癌变

自主梳理A

-丁

1.细胞衰老

因

基

个

一

。有

达只

表为

、

速低递胞的常性以

座因异程

吸降传细择生变体

物基趋过要

呼能和着发突在

，生常渐的选不

功流随易

低击正动命1

输交会育的胞生，，）

降攻老致活生不

运质。亡发胞

二衰列导胞束因细程胞少多中）X

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的内深胞序细降结基节进细减增胞J

物基A短性更清正扰调制

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酶变细内色使D自裂阳增变物原。除

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性碍、的，端加损细胞的细体稹素要期和显胚因清

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分减胞积和次序。育体体蛀膜蛋录关胞

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）..回）））

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变

突

（4）在蛙的发育过程中，细胞不断分裂，但不发生凋亡。（X）

（5）细胞凋亡受基因调控，不利于个体的生长发育。（X）

（6）神经元凋亡是不受环境影响的细胞编程性死亡。（X）

（7）生物体发生癌变的细胞内才具有原癌基因，正常细胞内都具有抑癌基因。

(X)

⑻衰老细胞内酶活性均下降，代谢减缓。（义）

（9）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。（J）

（10）效应T细胞裂解含有病毒的组织细胞的过程属于细胞凋亡。（J）

挖材

1.（必修1P121问题探讨）衰老是生物界的普遍现象。衰老的人体通常表现

出细胞数目减少、肌肉萎缩、行动迟缓等特征。老年人体内有没有幼嫩的细胞？

年轻人体内有没有衰老的细胞?

提示：老年人体内有幼嫩的细胞，如造血干细胞一生都能增殖产生各种类型

的血细胞；年轻人体内也有衰老的细胞，如皮肤表皮细胞衰老成角质层细胞

2.（必修1P126内文信息）癌症的发生是不是单一基因突变的结果？为什

么？0

提示：不是。至少在一个细胞中发生5〜6个基因突变，才能导致细胞癌变,

细胞癌变具有累积效应

3.（析图建模）下图是细胞分裂、分化、衰老及凋亡等图形信息，据图回答

下列问题：

（1）经过a、b过程，一个细胞分成两个细胞，这是________。

（2）c过程中细胞在形态、结构和生理功能上发生了稳定性差异，这叫细胞分

化。细胞分化的结果是产生了组织，分别属于不同的组织。

（3）d、f过程分别为细胞的,经过e过程，已分化的细胞变为恶性

增殖细胞，此为过程。

提示：（1）细胞的分裂（2）④⑤⑥⑦（3）衰老、凋亡癌变

命

突破1细胞的衰老、凋亡及癌变

核心素养生命观念

1.（2021•河北选择考）关于细胞生命历程的叙述，错误的是（）

A.细胞凋亡过程中不需要新合成蛋白质

B.清除细胞内过多的自由基有助于延缓细胞衰老

C.紫外线照射导致的DNA损伤是皮肤癌发生的原因之一

D.已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性

解析：选A。细胞凋亡过程中存在与凋亡相关的基因的表达，即有相应蛋白

质的合成，A错误；细胞内的自由基过多会造成蛋白质及DNA的损伤，致使细

胞衰老，因此清除细胞内过多的自由基有助于延缓细胞衰老，B正确：紫外线照

射可能会导致DNA损伤，从而发生基因突变，是皮肤癌发生的原因之一，C正

确；已分化的动物体细胞由受精卵经有丝分裂而夹，细胞核具有本物种全套的遗

传物质，所以已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性，D正确。

2.（2023•新疆乌鲁木齐高三月考）下图是某些真核细胞生命历程的示意组。

下列叙述正确的是（）

g隹无限增殖

细胞分裂

举

意

方式特

例

义

征

蚪

和

积

结构

色素

蝌

趋

亲子代不出现染

子细胞的

能

功

累

尾

，

门

细胞染染色体纺锤丝固

失

专

向

色

消

色体数数目减和染色质

化

缩

目相同半体

A.a、b和c分别表示有丝分裂、减数分裂和二分裂

B.d表示细胞的全能性，本质是基因的选择性表达

C.正常细胞会随着分裂次数的增多而发生e过程

D.f、g表示的生理过程均由基因突变引起

解析：选C。a为有丝分裂，b为减数分裂，c为无丝分裂，d指的是细胞分

化，e指的是细胞衰老，f指的是细胞凋亡，g指的是细胞癌变，A、B错误：，正

常细胞随着分裂次数的增多，细胞进入衰老状态，C正确。细胞癌变是由基因突

变造成的，但是细胞凋亡并非由基因突变导致的，而是由基因所决定的细胞自动

结束生命的过程，D错误。

国后唱圈0嘱囹

细胞衰老、凋亡、坏死与癌变的比较

项目实质结果遗传物质

细胞内因、外因共同作

细胞正常死亡

衰老用

细胞由遗传机制决定的自动结束生命的正

不发生

凋亡程序性调控常死亡

改变

细胞膜破裂，对周

细胞受外界不利因素影

围细胞造成伤害，

坏死响；不受基因控制

引起发炎

细胞致癌因子诱发基因形成无限增殖的癌

发生改变

癌变突变细胞

突破2细胞的生命历程与科研、生活的联系

核心素养社会责任

3.（2023•云南昆明诊断"）2019年年末，新型冠状病毒肺炎暴发，全国人民众

志成城，抗击疫情。该病毒侵入靶细胞后，部分靶细胞被效应T细胞裂解死亡,

部分靶细胞被病毒裂解死亡。下列有关这两种“裂解死亡”方式的叙述，错误的

是（）

A.这两种“裂解死亡”方式对生物体的正常发育都有积极的意义

B.前者是生理性的，后者是病理性的

C.前者是由基因调控的，后者是由外界因素引起的

D.前者是主动的，后者是被动的

解析：选Ao靶细胞被效应T细胞裂解死亡指的是效应T细胞向靶细胞传

递“凋亡信息”，使靶细胞中与细胞凋亡相关的基因表达，从而使细胞主动结束

生命，防止病毒在该细胞中大量增殖，进而“祸害”更多的细胞，可见靶细胞的

这种“裂解死亡”方式对生物体具有积极意义，是生理性的、受基因调控的、主

动结束生命的过程。被病毒裂解死亡的靶细胞，是由于细胞内氮基酸、核甘酸等

营养物质被病毒利用侵占，病毒大量增殖，导致细胞裂解死亡，释放出更多的子

代病毒，继续侵染更多的细胞，病毒“滚雪球”式的增殖，最终会导致患者体内

某些器官内大部分细胞坏死，对机体造成极大损伤，是病理性的、由外界因素（病

毒）引起的被动死亡。

4.（2021•广东选择考）研究表明，激活某种蛋白激酶PKR,可诱导被病毒感

染的细胞发生凋亡。下列叙述正确的是（）

A.上述病毒感染的细胞凋亡后其功能可恢复

B.上述病毒感染细胞的凋亡不是编程性死亡

C.上述病毒感染细胞的凋亡过程不受基因控制

D.PKR激活剂可作为潜在的抗病毒药物加以研究

解析：选D。细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，因此细

胞凋亡后其功能不可恢复，A、C错误；细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的

程序性调控，因此细胞凋亡也被称为细胞编程性死亡，B错误；依据题干“激活

某种蛋白激酶PKR,可诱导被病毒感染的细胞发生凋亡”可知，PKR激活剂可

作为潜在的抗病毒药物加以研究，D正确。

画国唱圈O以囹

细胞死亡的方式有四类，简称“三凋亡、一坏死”

细胞死亡方式简称代表性实例

小肠上皮细胞、皮肤表皮细胞不断凋亡，机

自然更新

体不断产生新细胞替换

被病原体感染的细胞被效应T细胞裂解死

三类凋亡免疫清除

脊椎动物的神经系统在发育过程中，约50%

正常发言

以上细胞凋亡

机械损伤、药物毒害、病毒侵染等引起细胞

一类坏死代谢受损

代谢受损的死亡

5.TGF-pl-Smads是一条抑制肿瘤的信号传递途径。研究表明，胞外蛋白

TGF-pl与靶细胞膜上的受体结合，激活胞内信号分子Smads生成复合物转移到

细胞核内，诱导靶基因的表达，阻止细胞异常增殖，抑制恶性肿瘤的发生。下列

叙述错误的是（）

A.恶性肿瘤细胞膜上糖蛋白减少，因此易扩散转移

B.从功能来看，复合物诱导的靶基因属于抑癌基因

C.复合物的转移实现了细胞质向细胞核的信息传递

D.若细胞内TGF-01受体蛋白不能合成，靶细胞仍能正常凋亡

解析：选D。若细胞内TGF-01受体蛋白不能合成，就不能经过一系列步骤

使信息传递到细胞核内，诱导靶基因的表达，阻止细胞异常增殖，所以靶细咆不

能正常凋亡，D错误。

6.（2022•广东选择考）为研究人原癌基因M），c和的功能，科学家构建了

三组转基因小鼠Ras及Myc+Ras,基因均大量表达），发现这些小鼠随时

间进程体内会出现肿瘤（如图所示）。下列叙述正确的是（）

(

兴

)

星

出

后

海

W

莱

古

A.原癌基因的作用是阻止细胞正常增殖

B.三组小鼠的肿瘤细胞均没有无限增殖的能力

C.两种基因在人体细胞内编码功能异常的蛋白质

D.两种基因大量表达对小鼠细胞癌变有累积效应

解析：选D。原癌基因主要负责调节细胞周盛，控制细胞生长和分裂的进程;

抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖，A错误。据图示可知，三组小鼠的肿瘤

细胞均有无限增殖的能力，B