课程解读

一、学习目标：

1. 掌握细胞分化和癌变的特点

2. 了解细胞分化的原因和衰老的特点

3. 描述细胞衰老的特征

4. 简述细胞凋亡与细胞坏死的区别

二、重点、难点：

重点：

1. 细胞分化的概念和意义

2. 细胞全能性的概念

3. 个体衰老与细胞衰老的关系，细胞衰老的特征

4. 细胞凋亡的含义

5. 癌变细胞的特征

难点：细胞全能性的概念及实例，细胞凋亡的含义及其与细胞坏死的区别

三、考点分析：

知识内容	高考要求
细胞的分化	Ⅱ
细胞的全能性	Ⅱ
细胞的衰老、凋亡及其与人体健康的关系	Ⅱ
癌细胞的主要特征及防治	Ⅱ

本专题考点：

1. 细胞分化的实质及基因的选择性表达近几年考查较多。

2. 细胞全能性通常与细胞分裂，细胞培养结合出题。

3. 癌细胞的主要特征及防治在高考试题中出现的频率越来越高。主要包括细胞癌变的机理、特征等。从题型上看，主要以选择题为主。在新课标教材的考查中，这部分的赋分值很高。其中，细胞的坏死和凋亡是新课标的新增考点，值得重视。

知识梳理

一、细胞分化

1. 概念：同一类型的细胞经细胞分裂后，逐渐在形态结构和生理功能上形成稳定性的差异，产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。

2. 特点：持久性——贯穿于生物体的整个生命过程中，在胚胎时期达到最大限度；稳定性和不可逆性；普遍性。

3. 分化的实质——基因选择性表达。同一生物体不同部位细胞内的核DNA相同（均来自受精卵的有丝分裂），蛋白质却不同（生命活动的承担者和体现者）。

4. 意义：①经过细胞分化，在多细胞生物体内就会形成各种不同的细胞和组织。②一般多细胞生物体的发育起点是一个细胞，这个细胞就是受精卵，细胞的分裂只能繁殖出许多相同的细胞，只有经过细胞分化才能形成胚胎、幼体，并发育成成体；也就是说，仅有细胞的增殖，而没有细胞的分化，生物体是不能进行正常生长发育的。

二、细胞全能性

（1）概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，即细胞的全能性。

（2）基础：细胞内有发育为完整个体所需要的全套基因

（3）条件：离体、营养激素、适宜的外界条件

（4）动物细胞与植物细胞全能性的差异：分化的动物细胞的全能性受到抑制，但其细胞核的全能性仍可表达。而植物细胞经过培养可以形成植株。

（5）全能性比较：受精卵＞卵细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞

三、细胞衰老

（1）单细胞生物——个体的衰老和死亡等同于细胞的衰老和死亡

（2）多细胞生物——细胞的更新一直发生，细胞衰老不等于个体衰老。但是，整体上个体衰老的过程就是个体细胞普遍衰老的过程。

（3）衰老细胞的特征——水分少、体积小、代谢慢；

多种酶的活性降低；

呼吸速率减慢，核体积增大、染色质收缩、染色加深；

色素积累；

细胞膜通透性改变，物质运输功能下降。

四、细胞凋亡=细胞编程性死亡

（1）要点：基因决定、正常结束生命过程

（2）意义：对多细胞生物个体正常发育、维持内部环境稳定有非常关键的积极作用。

（3）细胞坏死≠凋亡：细胞的正常代谢活动受损或中断而引起的细胞损伤或死亡。

五、细胞癌变——原癌基因与抑癌基因突变

①恶性增殖的“不死的细胞”：能够无限增殖；

②形状显著改变的“变态的细胞”：形态结构变化；

③黏着性降低的“扩散的细胞”：癌细胞表面的糖蛋白减少，使得细胞之间的黏着性减小，因此癌细胞容易在机体内分散和转移。

致癌因子

（1）物理致癌因子：主要指辐射，如紫外线、X射线、电离辐射等。

（2）化学致癌因子：无机物如石棉、砷化物、铬化物、镉化物等；有机物如黄曲霉素、亚硝胺、联苯胺、烯环烃等。

（3）生物致癌因子：如Rous肉瘤病毒。

典型例题

知识点一、细胞全能性与分化

例1. 人的胰岛B细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，那么胰岛细胞中（ ）

A. 只有胰岛素基因

B. 比人受精卵的基因少

C. 既有胰岛素基因也有血红蛋白基因和其他基因

D. 有胰岛素基因、没有血红蛋白基因

思路分析：受精卵→有丝分裂、分化→体细胞。因此，每一个体细胞内都含有与受精卵一样的全套基因。只不过基因的选择性表达形成了形态结构和生理功能不同的细胞。

答案：C

解题后思考：体细胞来自受精卵的分裂——核基因完全相同（因此具有全能性）；体细胞形态功能各异——基因的选择性表达。

例2. 下列哪种细胞的全能性容易表达出来（ ）

A. 蛙的口腔上皮细胞 B. 蚕豆的叶肉细胞

C. 蛔虫的体细胞 D. 水螅的神经细胞

思路分析：1. 高度分化的动物细胞的全能性被抑制；2. 分化成熟的植物细胞经过脱分化、再分化的过程仍可表达出全能性。

答案：B

解题后思考：细胞因具有全套遗传物质，故具有发育为完整个体的能力，即全能性。但全能性的大小有区别——全能性比较：受精卵＞卵细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞。

例3. 下列有关细胞分化的叙述，正确的是（ ）

A. 不会导致细胞中的蛋白质种类发生变化 B. 使细胞的数目和种类增多

C. 是细胞中不同基因选择性表达的结果 D. 会导致细胞中遗传物质的改变

思路分析：分化的定义——基因的选择性表达，其结果就是不同的基因控制合成不同的蛋白质，令细胞的结构功能改变，但数目不增加；遗传物质不变。

答案：C

解题后思考：细胞分裂——细胞数目增加；细胞分化——仅选择性地表达不同的基因，形成了形态结构和生理功能不同的细胞。

小结：本知识点内容经常会渗透到各类型题目中。解决问题的关键就是理解——细胞具有全能性的原因是细胞内含有本物种所需的全套遗传物质（体细胞都来自受精卵的有丝分裂，遗传物质不变）。细胞分化的原因——细胞内全部基因中的部分在不同的细胞中表达出来，使细胞体现不同的特点。

知识点二、细胞衰老凋亡

例1. 下列各项中，不属于细胞凋亡的是（ ）

A. 皮肤和消化道上皮每天都会有大量细胞死亡脱落

B. 骨折时造成的细胞死亡

C. 蝌蚪变态发育过程中尾部的消失

D. 人的红细胞在经历120d 左右的寿命后死亡

思路分析：凋亡——细胞的编程性死亡，由基因控制，属于细胞的正常生命历程。 骨折时造成的细胞死亡——意外伤害使细胞受损死亡，属于细胞坏死。

答案：B

解题后思考：细胞凋亡是细胞的正常行为，细胞主动结束生命是机体更新的需要；而坏死是细胞受损后的被动死亡。

例2. 下列关于细胞衰老的叙述中，错误的是 （ ）

A. 细胞衰老是一种正常的生命现象

B. 衰老细胞的体积缩小，核体积增大

C. 衰老细胞内部物质交流和信息传递的速度减慢

D. 衰老细胞的新陈代谢加快，导致脂褐素等色素大量积存

思路分析：衰老是细胞生命历程的正常过程，细胞内水分减少，细胞核体积增大；细胞膜的通透性改变，使物质运输功能下降；细胞内呼吸速率减慢。

答案：D

解题后思考：衰老细胞的特征：（1）细胞内水分减少；（2）某些酶的活性降低；（3）细胞内的色素会随着细胞的衰老而逐渐累积；（4）细胞内呼吸速率减慢，细胞核体积增大，染色质收缩，染色加深；（5）细胞膜通透性改变，使物质运输功能下降。

小结：衰老和凋亡属于细胞正常生命历程的一部分，其中较难区分的是：

项目	细胞的凋亡	细胞的坏死
与基因的关系	由基因控制	不受基因控制
细胞膜的变化	内陷	破裂
形态变化	细胞变圆，与周围细胞脱离	细胞外形不规则变化
对机体的影响	对机体有利	对机体有害

知识点三：细胞癌变

例1. 鼻咽癌是种族差异非常明显的恶性肿瘤，我国南方几省特别是珠江三角洲地区的鼻咽癌发病率居全球首位。下列关于鼻咽癌发病诱因及防治方法的叙述，不正确的是

A. 食用咸鱼过多有可能是诱发鼻咽癌的重要因素

B. 致癌相关基因在家族中的稳定遗传可能是鼻咽癌高危家族存在的原因

C. 细胞膜上糖蛋白增加，导致癌细胞易发生转移扩散

D. 鼻咽癌的化疗主要是利用药物作用于癌细胞周期的间期

思路分析：细胞膜上糖蛋白的存在，能够增加细胞间的黏着性。癌变细胞中，这种物质（糖蛋白）会减少，造成癌细胞易转移扩散。

答案：C

解题后思考：不同的选择题有不同的解题策略。此题中，应在熟记癌变细胞特点的基础上直接选择，这可大大降低题目难度。因此，生物当中基本概念特征的熟练记忆，是同学们需要达到的最基本要求。

例2. 下列有关细胞癌变的说法，正确的是 （ ）

A. 癌细胞是畸形分化的体细胞

B. 癌细胞不可能由病毒感染引发

C. 常吃含苏丹红的食品会增加癌症的发病率，其变异来源是染色体结构变异

D. 癌症的发生与心理状态无关

思路分析：苏丹红是致癌物质，会引起原癌基因和抑癌基因发生突变；性格过于孤僻、经常压抑自己的情绪、不乐于与人交流，会影响神经系统和内分泌系统的调节功能，增加癌症发生的可能性，可见，癌症的发生与不良心理状态有一定的关系。某些病毒属于生物致癌因子。

答案：A

解题后思考：1. 原癌基因、抑癌基因在细胞内都存在；2. 上述基因突变后，细胞转为癌细胞；3. 物理、化学、生物因素都能引发这种突变的发生。

例3. 在不断增长的癌组织中，癌细胞

A. 都能看到星射线

B. 都有染色单体

C. 都能合成蛋白质

D. DNA的含量都相等

思路分析：癌细胞增殖属于有丝分裂。只在分裂期可看到星射线、染色单体，因此，AB不对。分裂间期经过DNA复制，不同时期细胞的DNA含量都不相等，因此D错误。

答案：C

解题后思考：癌组织中的增殖细胞处于有丝分裂的不同时期，其特点各不相同。因癌细胞具备增殖能力，所以可从细胞分裂的角度出题综合考查。

小结：癌变细胞在结构上有明显变化；细胞癌变历程：致癌基因→损伤细胞中的DNA分子→原癌基因、抑癌基因突变→正常细胞生长、分裂失控→变成癌细胞

提分技巧

1. 易错点统计

（1）个体衰老与细胞衰老并不总是同步的，在幼年个体中会有衰老的细胞，老年个体中亦有新产生的细胞。

（2）细胞的癌变是细胞畸形分化的结果，对机体有害。

（3）细胞衰老和凋亡对机体的正常发育都是有利的。

（4）哺乳动物红细胞衰老时不具备“细胞核体积增大”这一特征，因为已无细胞核。

2. 有关细胞分裂

（1）细胞以分裂的方式进行增殖，细胞分裂使细胞数目增加。

①单细胞生物新个体

②多细胞生物

（2）细胞分裂可将复制的遗传物质平均地分配到两个子细胞中去。

3. 有关细胞分化

细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞分化的结果是形成各种不同的细胞和组织。因此仅有细胞的分裂，没有细胞的分化，生物体是不能进行正常生长发育的。

预习导学

一、预习新知

孟德尔的豌豆杂交实验

二、预习点拨

探究任务一：理解自交、杂交、测交、正交、反交、性状、相对性状、显性性状、隐性性状、性状分离、纯合子、杂合子和分离定律等概念

探究任务二：豌豆的哪些特点使用豌豆做遗传实验容易取得成功？

探究任务三：140多年前，孟德尔通过杂交实验揭示了生物遗传的基本规律。孟德尔为什么能揭示这一科学奥秘？孟德尔的一对相对性状的杂交实验是怎样设计的？

同步练习（答题时间：30分钟）

1. 细胞一生要经过哪几个阶段（ ）

A. 未分化、分化、衰老、死亡 B. 分化、衰老、未分化、死亡

C. 衰老、分化、未分化、死亡 D. 分化、未分化、衰老、死亡

2. 多细胞生物体由一个受精卵形成复杂的生物体，其中起决定性作用的是（ ）

A. 细胞分裂 B. 细胞生长 C. 细胞增殖 D. 细胞分化

3. 细胞分化是一种持久性的稳定性变化，这种变化一般是（ ）

A. 可逆的 B. 不可逆转的 C. 发展变化的 D. 无序可循的

4. 下列人体细胞中，分化程度最低的是 （ ）

A. 胚胎干细胞 B. 造血干细胞

C. 胰腺细胞 D. 肌肉细胞

*5. 在下列自然现象或科学研究成果中，能为“动物细胞具有全能性”观点提供直接证据的是（ ）

A. 壁虎断尾后重新长出尾部

B. .蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂

C. 用体外培养的皮肤治疗被烧伤的病人

D. 小鼠腺细胞的自我复制

6. 下列有关无丝分裂的叙述，不正确的是（ ）

A. 在动植物体内高度分化成熟的组织中，以无丝分裂的方式实现细胞的增殖是普遍存在的

B. 在进行无丝分裂之前，遗传物质也要进行复制，但不能很好地实现平均分配

C. 蛙的红细胞增殖的方式是无丝分裂，人的红细胞增殖的方式也是无丝分裂

D. 在大多数被子植物种子的发育过程中，胚乳细胞的增殖是以无丝分裂方式进行的

7. 检测某一植物组织细胞，发现其分解有机物缓慢，酶的催化效率极低，则该细胞正在（ ）

A. 分化 B. 分裂 C. 衰老 D. 癌变

*8. 对于多细胞生物而言，下列有关细胞生命历程的说法正确的是

A. 细胞分化导致细胞中的遗传物质发生改变

B. 细胞癌变是所有细胞都要经历的一个阶段

C. 细胞死亡是细胞癌变的结果

D. 细胞衰老时细胞呼吸的速率减慢

9. 人和动物细胞的染色体上普遍存在着原癌基因，但是大多数人不患癌症，而只有少数人患癌症，其原因是（ ）

A. 在正常情况下，原癌基因处于受抑制状态

B. 原癌基因不能被激活

C. 癌细胞是细胞畸形分化造成的

D. 大多数人的体内有抵抗癌细胞的免疫功能

10. 能够无限增殖的“不死”细胞是（ ）

A. 神经细胞 B. 血细胞 C. 心肌细胞 D. 癌细胞

11. 目前发现的致癌因子主要有（ ）

A. 物理致癌因子 B. 化学致癌因子

C. 病毒致癌因子 D. 包括A、B、C三项

12. 二次世界大战后，在日本广岛生活的人的癌变发病率很高，其原因是受什么因素的作用（ ）

A. 物理致癌因子 B. 化学致癌因子 C. 病毒致癌因子 D. 煤焦油

13. 将数量相等的两组小鼠肝细胞，放在含有³H标记的胸腺嘧啶的脱氧核苷酸培养液中培养。A组加入某种物质，B组不加，经过一段时间的培养后，洗去培养液，分别取出两组的全部细胞，测量每组的总放射强度，结果A组明显大于B组。则A组中加入的物质的作用是（ ）

A. 促进细胞分裂 B. 促进细胞分化 C. 促进细胞衰老 D. 促进细胞癌变

14. 能够无限增殖但不能分化的细胞是（ ）

A. 红细胞 B. 心肌细胞 C. 脑细胞 D. 癌细胞

15. 下列细胞中可能已发生癌变的是（ ）

A. 游离组织，形态改变 B. 核增大，染色深

C. 膜透性增大，运输功能降低 D. 酶活性降低

16. 与生物的发育密切相关的是（ ）

A. 细胞分化 B. 细胞衰老 C. 细胞癌变 D. 以上三项

17. 请根据题给材料回答问题：

（1）体外分别培养某癌细胞和正常体细胞，图中代表癌细胞生长曲线的是___________。在体内，癌细胞可能侵袭周围正常的组织，说明癌细胞具有 _______________ 的特性。

（2）端粒酶是与染色体末端结构相关的一种细胞组分。表中数据显示细胞癌变可能与端粒酶的活性有关，请完成下面的探究实验：

实验目的：探究端粒酶与细胞癌变的关系。

实验材料：癌细胞、端粒酶抑制剂、细胞培养液等。

细胞类型	增殖代数	端粒酶活性
正常体细胞	50～60	无
癌细胞	无限	有

实验步骤：

①______________________________

②______________________________

③______________________________

结果预测及分析：______________________________________________

（3）请根据上述内容，提出一种治疗癌症的新思路：_________________。

18. 2002年度诺贝尔生理学或医学奖由英国科学家布雷尔、苏尔斯顿和美国科学家霍维茨共享。他们利用线虫作为研究对象，揭示了器官发育和程序性细胞死亡是怎样受基因调控的。所谓程序性细胞死亡是一种主动的、由基因决定的细胞自我破坏的过程，而不同于外界刺激导致的细胞损伤和死亡。现在我们还知道，有关调控线虫细胞死亡的绝大多数基因在人体中也有相应的基因。根据材料回答下列问题：

（1）下列有关程序性细胞死亡的哪一说法是正确的（ ）

A. 程序性细胞死亡的直接原因是细胞具有相关基因

B. 发生程序性细胞死亡的内因是致癌因子激活了相关基因

C. 细胞发生程序性死亡是个体发育中的一种正常现象

D. 细胞程序性死亡是神经-体液共同调节的结果

（2）人的神经系统在发育过程中，约有50%的细胞发生程序性死亡。你认为人的表皮细胞中具有调控程序性细胞死亡的基因吗？为什么？ 。

19. 化疗是控制癌细胞生长的方法之一，药物可以杀死癌细胞。正常骨髓细胞的细胞周期约为40分钟。急性淋巴细胞性白血病的白细胞的细胞周期约为2小时到10小时。医院采用化疗的方法最大限度地杀伤肿瘤细胞。如图给出的是一个典型的化疗过程，每4小时给药1次（图中箭头所示），图中记录了化疗过程中正常细胞和癌细胞的数量变化。

（1）指出癌细胞与正常细胞相比的两项不同点。

（2）为什么癌细胞最可能发生于高频率分裂的组织（如器官的上皮组织）中?

（3）据图指出两类细胞在化疗给药的最初8小时内和化疗给药后的反应（数量变化）。

试题答案

1—5ADBAB （解析：细胞具有全能性——已分化的细胞具有全套基因，因此有发育为完整个体的潜能。因此：壁虎重新长出尾部——细胞分化；蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂——细胞的全能性；用体外培养的皮肤治疗被烧伤的病人——治疗过程属于器官移植；小鼠腺细胞的自我复制——细胞分裂）

6—10 CCD AD 8.（A错，遗传物质没改变，只是基因选择性表达；B错，细胞癌变——畸形分化。C错，细胞死亡是由基因控制的正常凋亡或受损死亡，不是癌变；细胞衰老则其呼吸的速率减慢，故D对）

11—16DAADA A

17. （1）a；扩散转移

（2）①将癌细胞分成A、B两组

②A组加入端粒酶抑制剂；B组不加，在相同条件下培养

③记录观察A、B两组细胞的分裂次数（增殖代数）

结果预测及分析：

A组比B组增殖代数少，说明端粒酶与细胞癌变有关；若A组仍无限增殖，则说明端粒酶与细胞癌变无关。

（3）抑制癌细胞中端粒酶的活性（其他答案合理亦可）

18. （1）C （2）有。 表皮细胞和神经细胞都是由受精卵经有丝分裂、分化而产生的，其含有的遗传物质是相似的。

19. （1）癌细胞不受密度制约因素的限制而不断分裂和生长，无正常细胞的接触抑制现象；癌细胞的代谢强度比正常细胞大。

（2）遗传物质的改变是细胞癌变的原因之一。在不断分裂的组织中，由于DNA的复制等原因，使遗传物质的变异频率增高。

（3）化疗给药的最初8小时内，图中两类细胞数量都明显减少，然后又回升，但癌细胞数目的减少量明显多于正常细胞，而回升量少于正常细胞。化疗给药后癌细胞数目的回升量也少于正常细胞。