细胞的分化、衰老和死亡\n课前自主预习案高效课堂课堂总结历届真题\n课前自主预习案\n素能目标★考向导航\n知识点一 细胞分化与细胞的全能性1．细胞的分化形态、结构和生理功能胚胎专门化\n2．细胞的全能性产生完整有机体分化成其他各种细胞全套离体\n3．干细胞(1)概念：动物和人体内仍保留着少数具有___________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________或原始性腺组织来自各式各样的组织功能可以分化成______组织和器官具有分化成________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、神经干细胞分裂和分化早期胚胎各种特定功能\n知识点二 细胞的衰老和死亡1．细胞衰老的特征酶活性呼吸速率细胞膜通透性染色质增大\n2．细胞衰老的假说①自由基学说：各种生化反应产生的自由基会损伤__________________________等致使细胞衰老。②端粒学说：染色体两端的__________________________(端粒)会随细胞分裂次数的增加而被“截短”，进而损伤正常基因的DNA序列，使细胞活动趋向异常。生物膜、攻击DNA、攻击蛋白质特殊序列的DNA—蛋白质复合体\n3．细胞衰老与个体衰老的关系：(1)单细胞生物：细胞的衰老或死亡就是个体的衰老、死亡。(2)多细胞生物。①体内的细胞总是在不断更新，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态。②从总体上看，个体衰老的过程也是________普遍衰老的过程。细胞\n4．细胞衰老的结果：(1)细胞衰老是人体内发生的正常生命现象，正常的细胞衰老有利于_____________________。(2)机体中众多细胞及组织的衰老，就会引起人的衰老，如出现免疫力下降、适应环境能力减弱等现象。机体更好地实现自我更新\n5．细胞的死亡(1)细胞凋亡(2)细胞坏死：在不利因素影响下，细胞____________受损或中断引起的细胞损伤或死亡。基因程序性死亡自然更新稳定正常代谢活动\n基能过关——问题化一、判一判(判断正误并找到课本原话)1．同一人体内的上皮细胞、骨骼肌细胞、软骨细胞、神经细胞等都源自早期胚胎中一群彼此相似的细胞。(必修1P118思考·讨论)()2．细胞分化普遍发生在单细胞生物和多细胞生物个体中。(必修1P119正文)()3．肌细胞与红细胞中的基因、mRNA、蛋白质均不同。(必修1P119正文)()4．非洲爪蟾肠上皮细胞核移植实验证明了动物体细胞具有全能性。(必修1P120思考·讨论)()√×××\n5．利用植物组织培养技术快速繁殖花卉、蔬菜的原理是植物体细胞的全能性。(必修1P121正文)()6．脐带血中含有大量的干细胞，可以培养并分化成人体的各种血细胞。(必修1P121正文)()7．老年人体内有幼嫩的细胞，年轻人体内没有衰老的细胞。(必修1P123问题探讨)()8．衰老细胞内染色质收缩、染色加深，这样会影响DNA复制和转录。(必修1P123正文)()√√×√\n9．对单细胞生物来说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。(必修1P124正文)()10．正常的细胞衰老有利于机体更好地实现自我更新。(必修1P125正文)()11．细胞凋亡受基因调控，不利于个体生长发育。(必修1P126正文)()12．蝌蚪尾的消失、被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡。(必修1P126正文)()√√×√\n二、连一连实例与相应的原理或过程\n三、议一议【教材易漏拾遗】1．[必修1P119正文拓展]一般来说，分化的细胞将一直保持分化后的状态，直至死亡。在什么条件下，这些分化的细胞不再保持分化后的状态呢？提示：在离体人工培养条件下高度分化的细胞能够脱分化恢复分裂和分化能力。\n2．[必修1P122拓展应用2拓展]利用干细胞的分离和体外培养在体外培育出组织和器官，并最终通过组织或器官移植实现对临床疾病的治疗，将干细胞体外培育出组织和器官的过程________(填“是”或“否”)体现了体细胞的全能性，理由是______________________________________________________________________________________________________________________。是细胞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，将干细胞体外培育出组织和器官能体现细胞的全能性\n3．[必修1P123正文拓展]细胞衰老过程中细胞代谢会减慢，原因有________________________________________________________。4．[必修1P127思维训练拓展]有人认为“细胞寿命与细胞分裂能力之间有明显对应关系——寿命越短的细胞，其分裂能力一定越强”，你认为题表数据是否支持上述观点？请分析说明。水分减少，多种酶活性降低，细胞膜通透性改变，染色质收缩等提示：不支持。表中数据显示，细胞的寿命与分裂能力无明显对应关系。寿命短的细胞不一定能分裂(如白细胞)，寿命长的细胞可能能分裂(如平滑肌细胞)。\n高效课堂\n考点一 细胞分化与全能性任务驱动·探究突破任务1细胞分化的机理(1)实质：基因的选择性表达。即在个体发育中，不同的细胞中________的执行情况不同，转录出不同的________，控制合成出不同的________，如下图所示：遗传信息mRNA蛋白质\n(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，基因产物是__________________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________的生理功能，如血红蛋白基因、胰岛素基因。(3)细胞分化的“变”与“不变”：①不变②改变维持细胞基本生命活动特异性\n[归纳拓展]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，如血红蛋白、唾液淀粉酶、胰岛素等。(2)细胞水平：形成了不同种类的细胞。\n任务2细胞分裂与细胞分化的区别和联系项目细胞分裂细胞分化细胞变化细胞数量______细胞形态、结构和生理功能发生稳定性差异，细胞种类______发生时间从______开始发生在整个生命过程中意义保持了亲子代间遗传性状的______性保证了生物体的正常发育联系细胞分裂是________的基础，两者往往是相伴相随的，分化程度大，分裂能力则逐渐下降增多增多受精卵稳定细胞分化\n任务3细胞分化与全能性的判断(1)同一来源的细胞形成形态、功能不同的组织细胞→________。(2)离体的植物体细胞各种细胞或新个体_________。(3)分化的动物细胞，在一定条件下经培养形成细胞群→______体现细胞全能性。细胞分化细胞全能性不能\n与细胞分化和细胞全能性有关的三个注意问题(1)多细胞生物的个体发育离不开细胞的分化，但分化后的不同细胞中核DNA相同，mRNA和蛋白质一般不同。(2)单细胞生物与多细胞生物分化形式的不同：单细胞生物的细胞分化不表现为细胞间的差异，而是在生活史中有规律地发生形态和生理上的阶段性变化。多细胞生物通过细胞分化形成特定形态、结构和功能的组织和器官。(3)未脱离植物体的细胞不能表现出全能性。植物细胞全能性的表达需要一定的条件，即离体、无菌，一定的营养物质，植物激素等。未脱离植物体的细胞，其全能性受到抑制，不能发育成完整的新个体。\n考向分类·对点落实考向一细胞分化及细胞全能性基础知识的考查1.[全国卷Ⅱ]在细胞的生命历程中，会出现分裂、分化等现象。下列叙述错误的是()A．细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献B．哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞C．细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果D．通过组织培养可将植物叶肉细胞培育成新的植株答案：B\n解析：细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础，而真核细胞增殖的主要方式是有丝分裂，A正确；哺乳动物的造血干细胞是已经分化的细胞，B错误；细胞分化的实质是：在个体发育中，在遗传物质的控制下合成特异性蛋白质的过程，即细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果，C正确；借助植物组织培养技术，可将离体的植物叶肉细胞培育成新的植株，D正确。\n2．[2022·中央民族大学附属中学月考]下列对细胞分化的相关叙述，错误的是()A．从核酸角度分析，细胞分化是基因选择性表达的结果B．从蛋白质角度分析，细胞分化是蛋白质种类不变、数量改变的结果C．从细胞水平分析，细胞分化是细胞的形态、结构和功能发生了改变D．从个体水平分析，细胞分化是多细胞生物个体发育的基础答案：B\n解析：从核酸角度分析，细胞分化是基因选择性表达的结果，A正确；从蛋白质角度分析，细胞分化是蛋白质种类改变、数量改变的结果，B错误；从细胞水平分析，细胞分化是细胞的形态、结构和功能发生了改变，C正确；从个体水平分析，细胞分化是多细胞生物个体发育的基础，D正确。\n3．[全国卷Ⅱ]同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的，造成这种差异的主要原因是()A．二者所处的细胞周期不同B．二者合成的特定蛋白不同C．二者所含有的基因组不同D．二者核DNA的复制方式不同答案：B解析：二者都是高度分化的细胞，均不具有分裂能力，所以二者均没有细胞周期，核DNA也不能进行复制，A、D错误；同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上不同是细胞分化的结果，其实质是基因的选择性表达，合成了特定的蛋白质，从而表现出特定的生理功能，B正确；细胞分化过程中基因组不变，所以二者基因组相同，C错误。\n4．有人把分化细胞中表达的基因形象地分为“管家基因”和“奢侈基因”。“管家基因”在所有细胞中表达，是维持细胞基本生命活动所必需的；而“奢侈基因”只在特定组织细胞中表达。下列分别属于“管家基因”和“奢侈基因”表达产物的是()A．ATP水解酶和血红蛋白B．血红蛋白和细胞呼吸酶C．膜蛋白和细胞呼吸酶D．血红蛋白和膜蛋白答案：A解析：ATP水解酶基因、膜蛋白基因和细胞呼吸酶基因在所有细胞中都表达，属于“管家基因”，血红蛋白基因只在红细胞中表达，属于“奢侈基因”，A正确。\n考向二细胞分化及细胞全能性综合能力的考查5.[2022·山东师大附中模拟](不定项选择)下列关于细胞分化和全能性的说法，正确的是()A．正常情况下，细胞分化是不可逆的B．细胞分化的程度越高，遗传物质的变化越大C．高度分化的植物体细胞不具有全能性D．胚胎干细胞能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型，这是细胞全能性的体现答案：AD\n解析：正常情况下，细胞分化是不可逆的，一旦沿着一定方向分化，便不会脱分化到原来的状态，A正确；细胞分化过程中遗传物质不改变，B错误；大量的科学事实证明，高度分化的植物体细胞仍具有全能性，C错误；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称为细胞的全能性，胚胎干细胞能诱导分化为几乎所有的细胞类型，能体现全能性，D正确。\n6．(不定项选择)分别用β珠蛋白基因、卵清蛋白基因和丙酮酸激酶(与细胞呼吸相关的酶)基因的片段为探针，与鸡的成红细胞、输卵管细胞和胰岛细胞中提取的总RNA进行分子杂交，结果见下表(注：“＋”表示阳性，“－”表示阴性)。探针细胞总RNAβ珠蛋白基因卵清蛋白基因丙酮酸激酶基因成红细胞＋－＋输卵管细胞－＋＋胰岛细胞－－＋\n下列叙述正确的是()A.在成红细胞中，β珠蛋白基因处于活动状态，卵清蛋白基因处于关闭状态B．输卵管细胞的基因组DNA中存在卵清蛋白基因，缺少β珠蛋白基因C．丙酮酸激酶基因的表达产物对维持鸡细胞的基本生命活动很重要D．上述不同类型细胞的生理功能差异与基因的选择性表达有关答案：ACD\n解析：根据表格可知，在成红细胞中存在β珠蛋白基因对应的RNA，而不存在卵清蛋白基因对应的RNA，说明在成红细胞中β珠蛋白基因处于活动状态(即发生了表达)，而卵清蛋白基因处于关闭状态，A正确；输卵管细胞的基因组中含有个体的全部基因，也就包括了卵清蛋白基因和β珠蛋白基因，B错误；丙酮酸激酶基因在鸡的各个细胞中都得到了表达，说明该基因是必需表达的基因，对于维持鸡细胞的基本生命活动很重要，C正确；不同类型的细胞是通过细胞分化产生的，其实质是基因的选择性表达，D正确。\n考点二 细胞的衰老、死亡任务驱动·探究突破任务1细胞衰老、凋亡、坏死的区别项目细胞衰老细胞凋亡细胞坏死与基因的关系可能有关受______控制不受______控制细胞膜的变化皱缩内陷破裂形态变化细胞萎缩破裂外形不规则变化影响因素内、外因共同作用受基因严格的控制电、热、冷、机械等各种不利因素对机体的影响对机体______对机体______对机体______基因基因有利有利有害\n\n任务2完善细胞生命历程各过程之间的关系有丝分裂细胞分化细胞凋亡细胞坏死\n考向分类·对点落实考向一细胞生命历程的基础考查1.[2022·海口模拟]下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述中，错误的是()A．细胞凋亡是一种自然的生理过程B．细胞坏死是一种病理性变化C．蝌蚪尾的消失，是由基因决定的细胞自动结束生命的过程D．肿瘤细胞的清除是通过细胞坏死完成的答案：D解析：肿瘤细胞属于有害细胞，有害细胞的清除是通过细胞凋亡完成的，D错误。\n2．(不定项选择)下列有关细胞生命历程的叙述，正确的是()A．植物细胞体现细胞全能性时无需进行细胞分化B．细胞凋亡有利于多细胞生物体维持内部环境的稳定C．癌细胞容易在体内分散和转移的主要原因是细胞周期缩短D．细胞衰老会发生多种酶活性降低及细胞核体积变大等现象答案：BD\n解析：植物细胞体现细胞全能性时需要从细胞培育成个体，经过了脱分化和再分化两个阶段，A错误；细胞凋亡是机体正常的生命现象，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，B正确；癌细胞细胞膜上糖蛋白减少，使癌细胞之间的黏着性降低，使其容易在体内分散和转移，C错误；细胞衰老的特征有：细胞内水分减少，细胞萎缩，体积变小，细胞内多种酶的活性降低，细胞内的色素积累，细胞内呼吸速率减慢，细胞核体积增大等，D正确。\n考向二借助新情境，新信息，多角度综合考查细胞生命历程3.根据细胞衰老的自由基学说，自由基能攻击和破坏细胞内多种执行正常功能的生物分子，最终导致细胞衰老。下列有关自由基的说法，错误的是()A．攻击蛋白质可能降低某些酶的活性B．攻击DNA可能引发基因突变C．攻击磷脂一定会使中心体受到损伤D．攻击生物膜的组成成分磷脂会引发新的自由基产生答案：C\n解析：自由基产生后会攻击蛋白质，若该蛋白质属于酶，则其活性会降低，A正确；自由基也可能攻击DNA，进而引发基因突变，B正确；自由基若攻击生物膜的组成成分磷脂，会产生更多的自由基，这些新的自由基又会攻击其他磷脂，进而引发雪崩式的反应，对生物膜损害极大，中心体无生物膜，故C错误、D正确。\n4．[2022·聊城、泰安联考]人体细胞中的染色体DNA会随着复制次数的增加而逐渐缩短。在原始生殖细胞和癌细胞中有一定量的端粒酶(由RNA和蛋白质形成的复合体)，能够将变短的DNA末端重新加长，其作用机理如图所示。下列相关叙述错误的是()A．抑制端粒酶的作用可抑制癌细胞增殖B．端粒酶作用的实质是催化逆转录过程C．人体除了生殖细胞以外的其他细胞不含端粒酶基因D．染色体DNA缩短可影响细胞的正常代谢而促使细胞衰老答案：C\n解析：在原始生殖细胞和癌细胞中存在端粒酶(由RNA和蛋白质形成的复合体)，能够将变短的DNA末端重新加长，使得癌细胞能无限增殖，则抑制端粒酶的作用可使得癌细胞衰老，进而抑制癌细胞增殖，A正确；根据图示信息，端粒酶能以RNA为模板合成DNA，即能催化逆转录过程，B正确；人体原始生殖细胞、癌细胞和其他细胞都含端粒酶基因，但因为基因的选择性表达，使原始生殖细胞和癌细胞中含有一定量的端粒酶，C错误；端粒学说认为人体细胞衰老的原因是染色体DNA会随着复制次数增加而逐渐缩短，进而影响细胞的正常代谢而促使细胞衰老，D正确。\n考向三结合图示信息，考查图文信息转换能力5.如图表示神经细胞凋亡的过程。下列叙述错误的是()A．神经细胞形成大量的突起可提高物质运输的效率B．凋亡信号能诱导神经细胞的基因进行选择性表达C．酶Ⅰ和酶Ⅱ可以进入巨噬细胞参与神经细胞的凋亡D．癌细胞的细胞膜表面可能缺乏凋亡诱导因子受体答案：C\n解析：神经细胞形成大量的突起可提高物质运输的效率，A正确；凋亡信号能诱导神经细胞的基因进行选择性表达，B正确；酶Ⅰ和酶Ⅱ在神经细胞内激活，执行神经细胞的凋亡，而不是进入巨噬细胞发挥作用，C错误；癌细胞的细胞膜表面可能缺乏凋亡诱导因子受体，D正确。\n课堂总结\n[网络建构提升]细胞数量基因选择性表达细胞种类\n长句应答必备1.细胞分化的实质是基因的选择性表达，此过程中遗传物质并未改变。2．细胞分化在自然条件下是不可逆的。3．蜜蜂由未受精的卵细胞发育成雄蜂证明了动物生殖细胞具有全能性。4．细胞衰老最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。5．细胞凋亡是受到严格的遗传机制决定的细胞程序性死亡。6．细胞分化、细胞衰老、细胞凋亡都不会使遗传物质发生改变。\n历届真题\n[等级选考研考向]1．[2021·河北卷]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答案：A\n解析：细胞凋亡是指由基因决定的细胞自动结束生命的过程，细胞凋亡过程中有控制凋亡的基因表达，需要新合成蛋白质，A错误；在生命活动中，细胞会产生自由基，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，导致细胞衰老，所以清除细胞内过多的自由基有助于延缓细胞衰老，B正确；紫外线是一种物理致癌因子，紫外线照射会导致DNA损伤，引起基因突变，导致细胞癌变，C正确；细胞核移植实验，证明已分化的动物体细胞的细胞核仍具有全能性，D正确。\n2．[2021·浙江1月]秀丽新小杆线虫发育过程中某阶段的体细胞有1090个，而发育成熟后体细胞只有959个。体细胞减少的原因是()A．细胞凋亡B．细胞衰老C．细胞癌变D．细胞分裂答案：A解析：秀丽新小杆线虫发育过程中某阶段的体细胞有1090个，而发育成熟后体细胞只有959个，体细胞减少是细胞凋亡导致的，A正确；细胞衰老会导致细胞大小和形态改变，但细胞数目不会减少，衰老细胞的清除是通过细胞凋亡实现的，B错误；癌变的细胞会导致细胞具有无限增殖的能力，导致细胞数目增多而非减少，C错误；细胞分裂会导致细胞数目增多而非减少，D错误。\n3．[2021·广东卷]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程序性死亡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答案：D解析：被病毒感染的细胞凋亡后，丧失其功能且不可恢复，A错误；细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，是程序性死亡，B错误；细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，受基因控制，C错误；由题意可知，激活蛋白激酶PKR，可诱导被病毒感染的细胞发生凋亡，故PKR激活剂可作为潜在的抗病毒药物加以研究，D正确。\n4．[2020·江苏卷，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：高度分化的细胞执行特定的功能，有些高度分化的细胞能再分裂增殖，如肝细胞，A错误；癌变细胞内发生变异的基因可能失活不表达，也可能表达，B错误；除少数癌变细胞外，正常组织细胞在体外长时间培养，一般会走向衰老，C正确；细胞凋亡受基因控制，主动引导走向死亡，但不是坏死，D错误。\n5．[2020·浙江7月选考，7]下列与细胞生命活动有关的叙述，正确的是()A．癌细胞表面粘连蛋白增加，使其容易在组织间自由转移B．高等动物衰老细胞的线粒体体积随年龄增大而减小，呼吸变慢C．高等植物胚胎发育过程中，胚柄的退化是通过编程性细胞死亡实现的D．愈伤组织再分化形成多种类型的细胞，这些细胞中mRNA的种类和数量相同答案：C\n解析：癌细胞表面粘连蛋白减少或缺失，导致癌细胞容易在组织间转移，A错误；细胞衰老过程中线粒体体积是增大的，B错误；高等植物胚胎发育过程中胚柄的退化属于细胞凋亡，是通过编程性细胞死亡实现的，C正确；愈伤组织再分化过程中，基因选择性表达，形成的多种类型的细胞中mRNA的种类和数量不完全相同，D错误。\n[国考真题研规律]6．[2019·全国卷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：细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，包括细胞的自动死亡(如胎儿手发育过程中指间细胞的自动死亡)、自然更新(如小肠上皮细胞的自然更新)和被病原体感染的细胞的清除。而细胞坏死指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。\n7．[全国卷Ⅱ]端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。下列叙述正确的是()A．大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒B．端粒酶中的蛋白质为RNA聚合酶C．正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNAD．正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长答案：C解析：依据端粒学说，端粒酶存在于染色体的两端，大肠杆菌无染色体，A错误、C正确；依据端粒酶以自身RNA为模板合成端粒DNA判定端粒酶应该是逆转录酶而非RNA聚合酶，B错误；正常细胞的端粒DNA序列在每次分裂后都会缩短一截，D错误。
