【本讲教育信息】
一、教学内容
高考第一轮复习——细胞的分化、衰老和凋亡、癌变
二、重点导学
细胞分化 细胞衰老和细胞凋亡 细胞癌变
三、全面突破
知识点1：细胞分化
有丝分裂产生的子细胞有三条去路：①继续进行细胞分裂，②暂不分裂也不分化，③进行细胞分化。
1、细胞分化的概念
相同来源的细胞，逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性差异，产生不同的细胞类群的过程称为细胞分化。
植物体的不同细胞
结肠黏膜上皮 骨 神经组织 肾小体
分化的细胞可形成不同的组织和器官
2、细胞分化的原因：基因选择表达
通常个体是由受精卵发育而来的，相同来源的细胞，基因组成相同，但由于不同细胞表达基因的种类和数量的差异，导致不同细胞内合成的蛋白质种类和数量发生差异，从而使细胞的形态、结构和功能发生改变。如红细胞内血红蛋白的基因表达，与肌动蛋白有关的基因处于关闭状态；在肌细胞内则相反。
3、细胞分化的特点
贯穿整个生命活动过程，胚胎时期达到最大限度。细胞分化是不可逆的。
【典型例题】
例1. 人胰岛细胞能产生胰岛素，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. 比人受精卵的基因要少
C. 既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因
D. 有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白基因
解析：人胰岛细胞是已经高度分化的细胞，虽然不产生血红蛋白，但由于它是由受精卵细胞经过多次有丝分裂产生的，细胞中含有与受精卵细胞相同的基因，所以既含有胰岛素基因，也含有血红蛋白基因和其他基因
答案：C
例2. 下列有关细胞分化的叙述，正确的是 （ ）
A. 种子形成幼苗与细胞的分裂和分化直接相关
B. 红细胞的形成与基因表达有关而与细胞分化无关
C. 胡萝卜叶肉细胞脱分化形成愈伤组织后不再具有全能性
D. 癌细胞的产生与细胞的畸形分化无直接关系
解析：种子萌发的过程是细胞分裂和分化的过程，通过细胞分化形成植物体的各种器官，A正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达；愈伤组织是由胡萝卜叶肉细胞通过有丝分裂形成的，仍然具有全能性；癌细胞是细胞畸形分化的结果。
答案：A
例3. 下列过程中不属于细胞分化的是（ ）
A. B淋巴细胞形成效应B细胞
B. 胚胎干细胞形成神经细胞
C. 质壁分离的植物细胞的复原
D. 蜥蜴断尾再生
解析：本题考查对细胞分化的理解。
答案：C
知识点2：细胞的全能性
1、概念：
高度分化的细胞在适宜的条件下，仍然具有发育成新个体的潜能，称之为细胞的全能性。
2、细胞具有全能性的原因：
每个细胞都具有发育成新个体的全套遗传物质。
3、实验验证：
1958年，美国植物学家斯图尔德等人离体培养胡萝卜韧皮部的组织块，得到了完整的胡萝卜新植株，验证了1902年德国植物学家哈伯兰特的离体植物细胞具有发育全能性的预言。
目前没有实验能证明动物细胞具有全能性，但是克隆羊“多利”的培育成功，说明动物细胞核具有全能性。
4、细胞全能性的应用——植物组织培养
【典型例题】
例1. 在下列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烧伤病人 D. 小鼠腺细胞的自我复制
解析：本题考查对细胞全能性的理解
答案：B
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. 果蝇的卵细胞 D. 水螅的神经细胞
解析：本题考查对细胞全能性的理解。
答案：B
例3. 人体的表皮细胞和神经细胞同属外胚层细胞的后代，但它们的形态、结构和生理功能却迥然不同。这两种细胞的差异是稳定不变的，它们都不能恢复到原来外胚层细胞的形态和结构，这说明 （ ）
A. 细胞分化具有持久性 B. 细胞分化一般是不可逆的
C. 细胞分化是基因选择性表达的结果 D. 分化的细胞仍具有全能性
解析：本题考查对题目的信息处理能力。
答案：B
知识点3：细胞衰老和凋亡
1、细胞衰老的特征：
细胞衰老的过程是细胞的生理状态和化学反应发生复杂变化的过程，最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。细胞衰老与个体衰老的关系：单细胞生物细胞衰老就是个体衰老；多细胞生物细胞衰老不等于个体衰老，个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程。总体而言，细胞随着分裂次数的增加而衰老。细胞衰老表现为如下特征：
（1）细胞内水分减少，细胞萎缩，代谢速率减慢
（2）细胞内多种酶的活性降低（黑色素细胞衰老引起白发）
（3）色素沉积（脂褐素沉积引起老年斑）
（4）细胞的呼吸速率减慢，细胞核体积增大，核膜内折，染色质固缩，染色加深
（5）细胞膜的通透性改变，使物质的运输功能降低。
2、细胞衰老的原因探究：
3、细胞衰老的原因的假说
（1）自由基学说：细胞氧化反应、辐射以及有害物质入侵会刺激细胞产生自由基（带电分子或基团），攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。自由基攻击细胞膜的磷脂分子时，产物同样是自由基，这样新产生的自由基又会去攻击其他分子，由此引发雪崩式的反应，对生物膜的损伤比较大；此外，自由基还攻击DNA，引起基因突变；攻击蛋白质，使蛋白质的活性下降，致使细胞衰老。
（2）端粒学说：每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA，称为端粒。端粒DNA序列在每次细胞分裂后都会缩短一截。随着细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸，端粒内侧的正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。
4、细胞凋亡和细胞坏死
（1）概念：是一个主动的由基因决定的细胞程序化或自行结束生命的过程。受到严格的遗传机制决定的程序性调控，故也称细胞程序性死亡。如蝌蚪尾的消失；女性月经期子宫内膜的脱落；胚胎期构成鸡的爪之间的蹼状物细胞的凋亡等。
细胞凋亡失控会使生物机体出现异常，如引发自身免疫性疾病。
（2）意义：对生物的个体发育、机体稳定状态的维持等都具有重要作用。
（3）细胞坏死：由极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激引起的细胞损伤或死亡，细胞内容物释放到细胞外，对周围细胞产生伤害，引起炎症反应。
（4）细胞凋亡与坏死的区别：
①细胞凋亡形成凋亡小体，不会引起炎症反应
②凋亡细胞的染色体DNA被切成有规律的小片段。而坏死细胞的DNA是随机断裂的。
【典型例题】
例1. 下列关于细胞衰老的叙述中，不正确的是 （ ）
A. 细胞衰老是细胞的生理和生化发生复杂变化的过程
B. 白化病人的头发呈白色是头发基部黑色素细胞内酪氨酸酶活性降低所致
C. 衰老细胞的细胞膜通透性改变，使物质的运输功能降低
D. 衰老细胞内水分减少，体积变小，代谢速度减慢
解析：此题主要考查细胞衰老的主要特征。白化病是常染色体隐性遗传病，得病的根本原因是基因突变，导致酪氨酸酶不能合成，则酪氨酸就不能转化为黑色素，出现白化的症状。由此可见，细胞衰老使头发变白与白化病使头发变白是不同的机理所致。前者基因正常，是酪氨酸酶活性降低所致，后者是基因异常所致。
答案：B
例2、根据下列材料回答有关问题：
材料 巴氏小体存在于雌性哺乳动物的细胞中，是指在分裂间期细胞核中呈凝缩状态不活动的X染色体（雄性个体的细胞分裂间期无巴氏小体），可作为雌性细胞的标记。某科学家所做实验的方法和结果如下表所示：（年轻女性体细胞用A表示，年老男性体细胞用B表示）
|
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实验方法 |
细胞增殖情况 |
备注 |
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实验1 |
单独培养A |
增殖次数多 |
实验中所需条件相同，并且都能满足细胞增殖的需要 |
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单独培养B |
增殖次数少 |
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混合培养A与B |
A细胞增殖次数多，B细胞增殖次数少 |
||
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实验2 |
将去核的A与完整的B融合后的细胞进行培养 |
细胞增殖次数少 |
|
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将去核的B与完整的A融合后的细胞进行培养 |
细胞增殖旺盛 |
（1）本实验的目的是探究细胞
。
（2）实验1的目的是什么？实验中为什么要选用年轻女性和年老男性的细胞做实验？
。
（3）实验2的目的是什么？本实验能否达到预期目的？为什么？
。
（4）本实验能否说明细胞可无限增殖？为什么？
。
解析：本题考查实验分析能力。
答案：（1）衰老的原因（或增殖的原因） （2）目的是比较年轻细胞与年老细胞增殖的情况。为了便于标记和区别不同年龄、性别的细胞 （3）目的是探究控制细胞衰老的物质究竟在哪里。 不能，因为没有把细胞核和细胞质分开做实验，所以并不知道控制细胞衰老的物质在哪里（或能，因为年轻个体细胞的细胞核具有旺盛的增殖能力） （4）不能。因为年老细胞的增殖次数少
知识点4：关注癌症
1、癌变内因
原癌基因：主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。
抑癌基因：控制肿瘤抑制蛋白的合成，阻止组织细胞的不正常增殖
原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。
2、外因：致癌因子
3、癌变细胞的特点：
（1）在适宜条件下能无限增殖
（2）形态结构发生变化
（3）细胞表面发生变化，容易扩散和转移（浸润性和扩散性）
4、我国的癌症防治
（1）综合防治：早期发现、早期诊断、早期治疗，提出“肿瘤的三级预防”策略：
一级预防：防止和消除环境污染
二级预防：防止致癌物质影响
三级预防：高危人群早期检出
（2）个人防范：养成良好的作息习惯，远离致癌因子。
【典型例题】
例1. 导致正常细胞发生癌变的根本原因是 （ ）
A. 染色体上存在原癌基因
B. 原癌基因和抑癌基因协调表达
C. 致癌因子导致原癌基因发生突变
D. 原癌基因和抑癌基因以外的其它基因突变
解析：细胞内存在的原癌基因和抑癌基因会由于物理因子、化学因子或生物因子的诱导而发生突变，使细胞变为不受控制的无限分裂的细胞。
答案：C
例2. 根据图中所示人体细胞的形态、数目的变化分析下列问题：
（1）图中①②③过程分别表示 、 、
（2）三个过程中已发生了遗传物质改变的是 ，有可能发生基因突变的是 。
（3）④过程与①过程在特点上的重要区别是 。
（4）图中乙细胞分化成丙细胞的根本原因是 。
（5）在①过程的间期，细胞内的遗传信息的传递过程是 ，参与该过程的高分子化合物的基本组成单位分别是 。
解析：本题考查细胞分化、癌变的机理。
答案：（1）有丝分裂（细胞增殖） 细胞分化 细胞癌变 （2）③ ①④ （3）④过程具有无限增殖的特点
（4）基因的选择性表达
（5）
脱氧核苷酸、核糖核苷酸、氨基酸
【本讲小结】
细胞的分化、衰老、凋亡、癌变
【超前思维】
下一讲我们将复习有性生殖和基因的分离定律，请大家提前预习并完成重点导学的内容。
【重点导学】
1、有性生殖是由亲代产生 ，经过 的结合，成为 ，再由 发育为新个体的生殖方式。
2、双受精现象是 特有的现象，是指一个精子与 结合，另一个精子与 结合。
3、受精完成后，子房壁发育成 ，胚珠发育成 ，受精卵发育成 ，受精极核发育成 。
4、无胚乳种子的形成过程中， 被
吸收，所以种子萌发过程中，由
为种子萌发提供营养。
5、脊椎动物的个体发育包括 和 。
6、脊椎动物的胚胎发育包括 、 、 等阶段。
7、原肠胚具有三个胚层，外胚层可以分化为 ，内胚层可以分化为 。中胚层分化为 等。
8、变态发育是指 。
9、有性生殖产生的后代具备双亲的 ，具有更大的 ，对于生物的 具有重要意义。
10、显性性状是指 。隐性性状是指 ，显性性状和隐性性状构成 。等位基因控制 。
11、一对相对性状的亲本杂交，F2出现 的性状分离比， 的基因型分离比。F1与隐性类型测交，出现 的性状分离比。
12、分离定律的实质是 。
13、分离定律的应用包括两个方面：指导 ，解释人类 。
【模拟试题】（答题时间：30分钟）
一、选择题：
1. 下列关于细胞分裂、分化、衰老和死亡的叙述，正确的是
（ ）
A. 细胞分化使各种细胞的遗传物质有所差异，导致细胞的形态和功能各不相同
B. 个体发育过程中细胞的分裂、分化和死亡对生物体都是有积极意义的。
C. 细胞分裂存在于个体发育的整个生命过程中，细胞分化仅发生于胚胎发育阶段
D. 多细胞生物细胞的衰老与机体的衰老总是同步进行的
*2. 下列关于人体癌细胞的叙述，不正确的是 （ ）
A. 癌细胞能无限增殖，不发生分化
B. 细胞的正常基因突变成原癌基因是细胞癌变的原因
C. 有些病毒能将其基因整合到人的基因组中，从而诱发人的细胞癌变
D. 癌细胞的形态结构和表面物质都发生了明显的变化
3. 癌细胞具有的特征是
（ ）
①能无限增殖 ②易扩散转移 ③能衰老凋亡 ④能进行分化
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①②③
4. 在人体细胞正常分化的过程中，不会出现的是 （ ）
A. 细胞形态发生改变
B. 细胞器数量发生改变
C. 细胞内mRNA的种类、数目发生改变
D. 细胞核DNA发生改变
5. 细胞分化的过程中，一般不会出现 （ ）
A. 蛋白质的数量发生改变 B. 细胞功能发生改变
C. 蛋白质的种类发生改变 D.
遗传物质发生改变
6. 正常情况下，在细胞分化的过程中，遗传物质将
（
）
A. 发生改变 B. 部分改变
C. 不改变 D. 随机的改变
7. 癌细胞形成的根本原因是
（ ）
A. 物理致癌因子的刺激 B.
化学致癌因子的刺激
C. 病毒致癌因子的刺激 D.
细胞内原癌基因的激活
8. 老年人皮肤色素沉积出现“老年斑”，原因是
（ ）
①细胞呼吸速率加快 ②细胞中抗氧化作用的酶活性降低
③细胞膜通透性改变 ④紫外线照射引起色素沉积
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
9. 某种抗癌药物可以抑制DNA的复制，从而抑制癌细胞的增殖，据此判断短期内使用这种药物对机体产生最明显的副作用是（ ）
A. 影响神经递质的合成，抑制神经系统的兴奋
B. 影响胰岛细胞合成胰岛素，造成糖代谢紊乱
C. 影响血细胞生成，使机体白细胞数量减少
D. 影响脂肪的合成，减少脂肪的贮存
10. 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. 细胞衰老时细胞呼吸的速率减慢
D. 细胞死亡是细胞癌变的结果
11. 关于个体衰老与细胞衰老的关系，下列说法正确的是（ ）
A. 细胞的衰老就是个体的衰老
B. 衰老的生物体内，细胞都处于衰老状态
C. 年幼的生物体内，没有衰老的细胞
D. 从总体上看，个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程
12. 下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述中，错误的是（ ）
A. 细胞凋亡是主动的，细胞坏死是被动的
B. 细胞凋亡是生理性的，细胞坏死是病理性的
C. 细胞凋亡是由基因调控的，细胞坏死是由外界因素引起的
D. 细胞凋亡是急性的，细胞坏死是慢性的
13. 人体内的小肠绒毛上皮细胞的寿命仅为几天，而红细胞的寿命为上百天，神经细胞的寿命则达几十年甚至伴随人的一生。这说明（ ）
A. 细胞分化程度不同则寿命不同 B. 细胞位置不同则衰老速度不同
C. 有的细胞衰老，有的细胞不衰老 D.
不同细胞具有不同的衰老速度
14. 细胞凋亡的生理意义不包括（ ）
A. 清除体内多余、无用的细胞
B. 清除体内衰老、病变的细胞
C. 维持组织器官中细胞数目的相对稳定
D. 维持细胞和生物体的正常衰老过程
15. 以下能证明植物细胞具有全能性的生产实践是（ ）
A. 从一粒菜豆种子长成一棵植株
B. 用植物激素培育无籽果实
C. 用一小块芹菜叶片，培养出一棵完整植株
D. 杂交培育成优良作物新品种
二、非选择题：
*16. 下图表示干细胞的三个发育途径。据图回答下列问题：
（1）由A细胞形成的B细胞仍然保持着其特有的 能力，A细胞到C细胞的过程是由 控制的。
（2）若D细胞是胰腺细胞，则结构⑦所起的作用是 。
（3）A细胞分化成D细胞的根本原因是 。
（4）若D细胞是正在衰老的细胞，该细胞中结构⑧发生的变化是 。
（5）由A细胞到形成多个卵细胞的过程，则必须经过细胞的 分裂。
*17. 近期统计数据显示，癌症已经成为我国城乡居民的首要死因。请根据提供的材料回答问题：
（1）体外分别培养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的正常组织，说明癌细胞具有 _______________ 的特性。
（2）细胞癌变后，细胞膜表面会出现一些不同于正常细胞的蛋白质，这些蛋白质会成为 ___________ ，引起机体的免疫应答，在应答中直接使癌细胞裂解的免疫细胞是_____________ 。
（3）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：___________________________________________________
（4）请根据上述内容，提出一种治疗癌症的新思路：_________________。
18. 根据下图回答：
（1）①→②、①→④的过程叫做____________
（2）①→③的过程叫做____________。
（3）③→⑤的过程叫做____________。
（4）组成②、③、④的细胞的 、 、 不同，因此它属于不同的
。
（5）①→⑤所示的各组细胞群中，具有分裂能力的是标号
所示的细胞群。
（6）将①中的两个细胞分离开，并置于试管内的培养基上培养，经 、
、
等过程也发育为一个生物新个体，这种技术称为
。
19. 英、美的三位科学家因在器官发育及细胞程序化死亡的基因调节方面作出重大的贡献而获得2002年诺贝尔生理学和医学奖。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。线虫发育时共有1090个细胞产生，但经过程序性细胞死亡正好消灭了131个细胞，结果构成了一个由959个体细胞组成的线虫。程序性死亡是一种主动的由基因决定的细胞自我破坏过程，是正常的细胞死亡。现在我们还知道，有关线虫细胞死亡的绝大多数基因，在人的体细胞中也能找到。若人体内的细胞不能进行正常的程序化死亡，就会患病，如艾滋病、癌症等。
（1）线虫发育时131个细胞程序性死亡的原因是
。
（2）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？ ，原因是
。
（3）人并非所有的细胞中都有调控程序性细胞死亡的基因，请举一例
。
（4）癌细胞的主要特点是
，按上述理论，你认为可如何治疗癌症？
。
20. 癌细胞通常是由正常细胞的基因发生改变后形成的。癌细胞的特性包括细胞的无休止和无序的分裂，并有侵袭性（向周围的组织浸润）和转移性。在过去的几十年中出现了多种治疗癌症的方法，主要包括手术治疗、放疗、化疗、激素治疗、基因治疗和免疫治疗等。请回答下列一些有关癌症及其治疗的问题。
（1）通常能够引起基因改变的因素可能有
（填写序号）
A. 紫外线 B.
甘油 C.
肝炎病毒 D.
煤焦油及其衍生物——苯
E. 葡萄糖 F.
尼古丁 G.
丙酮酸 H.
核辐射
（2）上述因素使正常细胞中的
由
状态转变成
状态，从而导致癌症的发生。
（3）化疗时采用的烷化剂如二氯甲二乙胺能够与DNA分子发生反应，从而阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。此类药品作用于癌细胞周期的
期。化疗还可以采用其它药物，如5－氟尿嘧啶，它的结构与尿嘧啶非常相似，可以干扰 合成。
（4）放疗是利用放射线如放射性同位素产生的α、β、γ射线和各类X射线治疗或加速器产生的X射线、电子束、中子束、质子束及其他粒子束等照射患处杀死癌细胞的一种方法。放疗与化疗相比，对患者全身影响较小的是
。
【试题答案】
1. B 2. B 3. A 4. D 5. D 6. C 7. D 8. B 9. C
10. C 11. D 12. D 13. D
14. D 15. C
16.（1）分裂和分化 基因 （2）对来自内质网的蛋白质进行加工、转运、分类和包装 （3）基因的选择性表达 （4）细胞核体积增大、核膜内折、染色质收缩、染色加深 （5）有丝分裂和减数
17.（1）a；扩散转移 （2）抗原，效应T细胞 （3）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：
若A组比B组的增殖代数少，说明端粒酶与细胞癌变有关；若A组仍无限增殖，说明端粒酶与细胞癌变无关。
（4）抑制癌细胞中端粒酶的活性；抑制细胞分裂；或免疫治疗
18.（1）细胞的分化 （2）细胞的分裂 （3）细胞的生长 （4）形态 结构 生理功能 组织 （5）①、③、⑤ （6）细胞分裂、细胞分化、组织器官的形成 植物组织培养
19.（1）程序性细胞死亡基因在这131个细胞中选择性表达（或由基因决定的细胞自我破坏的过程） （2）有 人的体细胞都是由一个受精卵发育而来 （3）人的成熟红细胞 （4）细胞能无限增殖 找到癌细胞的程序性死亡基因，并使该基因表达
20.（1）A、C、D、F、H
（2）原癌基因 抑制 激活 （3） 间 RNA
（4）放疗