專題13-細(xì)胞的分化、衰老和死亡(串講)(新高考專用)(解析版)

專題13細(xì)胞的分化、衰老和死亡考點分布重點難點備考指南1.細(xì)胞分化的實質(zhì)2.細(xì)胞分化的意義3.細(xì)胞全能性的概念4.不同生物不同細(xì)胞全能性的大小5.細(xì)胞衰老的特征6.細(xì)胞凋亡的概念7.細(xì)胞凋亡的意義及與細(xì)胞壞死的區(qū)別1.細(xì)胞的分化2.細(xì)胞的全能性3.細(xì)胞的衰老和凋亡以及與人體健康的關(guān)系理解并掌握細(xì)胞分化、細(xì)胞全能性、細(xì)胞凋亡的概念。理解細(xì)胞分化的實質(zhì)和意義。掌握有衰老細(xì)胞的特征。理解并能區(qū)分細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死。考點一細(xì)胞的分化與全能性1．細(xì)胞分化（1）概念：在個體發(fā)育中，由一個或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。（2）時間：發(fā)生在整個生命進(jìn)程中，胚胎時期達(dá)到最大限度。（3）結(jié)果：形成不同的組織和器官。（4）特點：①普遍性：多細(xì)胞生物普遍具有。②持久性：細(xì)胞分化是一種持久性的變化。③不可逆性：一般來說，細(xì)胞只能從全能干細(xì)胞最終走向高度分化的體細(xì)胞，不能反向進(jìn)行。（5）實質(zhì)：在個體發(fā)育過程中，不同細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同，即基因的選擇性表達(dá)。（6）意義eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①生物個體發(fā)育的基礎(chǔ),②使多細(xì)胞生物體中的細(xì)胞趨向?qū)ｉT化，有利于提高各種生理功能的效率))2．細(xì)胞的全能性概念：細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整有機(jī)體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能和特性。3．干細(xì)胞(1)概念：動物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細(xì)胞，這些細(xì)胞叫做干細(xì)胞。(2)類型項目胚胎干細(xì)胞成體干細(xì)胞來源來自早期胚胎或原始性腺組織來自各式各樣的組織功能可以分化成各種組織和器官具有分化成特定功能細(xì)胞的能力舉例囊胚的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞骨髓干細(xì)胞、造血干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞1.細(xì)胞分化從細(xì)胞水平分析細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能發(fā)生改變。從亞顯微結(jié)構(gòu)水平分析細(xì)胞器的種類和數(shù)目及細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的成分和功能發(fā)生改變。2.基因選擇性表達(dá)，即遺傳信息的執(zhí)行情況不同，這是細(xì)胞分化的根本原因。3.同一個體不同類型的細(xì)胞蛋白質(zhì)和mRNA不完全相同。4.細(xì)胞分化前后細(xì)胞數(shù)目和細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)不變。1.細(xì)胞分化與細(xì)胞的全能性的比較項目細(xì)胞分化細(xì)胞的全能性原理細(xì)胞內(nèi)基因選擇性表達(dá)含有本物種全套遺傳物質(zhì)特點①持久性；②不可逆性；③普遍性①高度分化的植物體細(xì)胞具有全能性；②動物已分化的體細(xì)胞全能性受限制，但細(xì)胞核仍具有全能性結(jié)果形成形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能不同的細(xì)胞形成新的個體比較細(xì)胞分化程度有高低之分：體細(xì)胞＞生殖細(xì)胞＞受精卵細(xì)胞全能性的表達(dá)有難易程度之分，由易到難：受精卵＞生殖細(xì)胞＞體細(xì)胞關(guān)系①細(xì)胞分化一般不會導(dǎo)致遺傳物質(zhì)改變，除某些特殊情況下，已分化的細(xì)胞都含有保持物種遺傳特性所需要的全套遺傳物質(zhì)，因而都具有全能性；②一般來說，細(xì)胞分化程度越高，全能性越難以表達(dá)，細(xì)胞分化程度越低，全能性越容易表達(dá)2.細(xì)胞分化的三個關(guān)鍵點（1）細(xì)胞分化的標(biāo)志①分子水平：合成了某種細(xì)胞特有的蛋白質(zhì)，如唾液淀粉酶、胰島素等。②細(xì)胞水平：形成不同種類的細(xì)胞。（2）分化細(xì)胞表達(dá)的基因①管家基因：所有細(xì)胞均表達(dá)的一類基因，其表達(dá)產(chǎn)物是維持細(xì)胞基本生命活動所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。②奢侈基因：不同類型細(xì)胞特異性表達(dá)的一類基因，其產(chǎn)物賦予不同細(xì)胞特異性的生理功能，如血紅蛋白基因、胰島素基因。1．分化程度高的細(xì)胞其全能性不一定低。一般來說，細(xì)胞分化程度越高，全能性越難以表達(dá)，但卵細(xì)胞的分化程度較高，其全能性也較高。2．細(xì)胞分化的判斷依據(jù)：選擇性表達(dá)的基因（奢侈基因）得以表達(dá)的細(xì)胞發(fā)生了分化，如胰島素基因、血紅蛋白基因表達(dá)出相應(yīng)蛋白質(zhì)可以證明細(xì)胞發(fā)生了分化。3．體現(xiàn)全能性的判斷依據(jù)：起點是“已分化的細(xì)胞”，終點是發(fā)育成“完整個體”或發(fā)育成各種細(xì)胞才是全能性的體現(xiàn)。典例1.下列有關(guān)細(xì)胞全能性的敘述，正確的是()A．植物體只有體細(xì)胞才具有發(fā)育成完整個體所必需的全套基因B．高度分化的植物細(xì)胞只有處于離體狀態(tài)時才有可能表現(xiàn)出全能性C．植物體內(nèi)某些體細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性，其原因是所含基因發(fā)生了改變D．將紫色糯性玉米種子培育成植株，反映了植物種子具有全能性【答案】B【解析】細(xì)胞具有全能性的原因是細(xì)胞具有發(fā)育成完整個體所必需的全套遺傳信息，而配子也具有這樣的全套基因，因此同樣具有全能性，A項錯誤；細(xì)胞表現(xiàn)全能性的前提是處于離體狀態(tài)，B項正確；植物體內(nèi)某些細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性是細(xì)胞內(nèi)基因在特定時間和空間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果，C項錯誤；種子發(fā)育成植株是個體正常發(fā)育的過程，不能反映全能性，D項錯誤。典例2.“細(xì)胞核重編程”即將人類成熟的體細(xì)胞重新誘導(dǎo)回干細(xì)胞狀態(tài)，它們就有再分化形成多種類型細(xì)胞的可能，可應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．干細(xì)胞分化成多種類型的細(xì)胞體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性B．干細(xì)胞可用于治療因胰島B細(xì)胞受損而引起的糖尿病C．“細(xì)胞核重編程”和干細(xì)胞的再分化均與細(xì)胞內(nèi)基因的選擇性表達(dá)相關(guān)D．該項研究為臨床上解決器官移植的免疫排斥反應(yīng)帶來希望【答案】A【解析】干細(xì)胞分化成多種類型的細(xì)胞，但沒有形成個體，所以不能體現(xiàn)動物細(xì)胞的全能性，A錯誤；細(xì)胞核重編程后形成的細(xì)胞，其細(xì)胞核是自身細(xì)胞的，形成的組織器官用于移植屬于自體移植，沒有免疫排斥反應(yīng)，D正確?？键c二細(xì)胞的衰老和死亡1．細(xì)胞衰老（1）細(xì)胞衰老的特征①細(xì)胞膜的變化：細(xì)胞膜通透性功能改變，使物質(zhì)運(yùn)輸功能降低。②細(xì)胞核的變化：細(xì)胞核的體積增大，核膜內(nèi)折，染色質(zhì)收縮，染色加深。③細(xì)胞代謝的變化：細(xì)胞內(nèi)水分減少，體積變小，細(xì)胞內(nèi)大多數(shù)酶的活性降低，細(xì)胞內(nèi)呼吸速度減慢，新陳代謝速度減慢；細(xì)胞內(nèi)的色素會逐漸積累。（2）細(xì)胞衰老的原因①自由基學(xué)說：細(xì)胞代謝中產(chǎn)生的自由基會攻擊和破壞生物膜的組成成分磷脂分子、DNA、蛋白質(zhì)等，致使細(xì)胞衰老。②端粒學(xué)說：端粒位于染色體兩端，其化學(xué)本質(zhì)是DNA。端粒會隨著細(xì)胞分裂次數(shù)的增加而縮短，導(dǎo)致正常基因的DNA序列損傷，使細(xì)胞逐漸衰老。傷，使細(xì)胞逐漸衰老。2．細(xì)胞的死亡（1）細(xì)胞凋亡概念：由基因所決定的細(xì)胞自動結(jié)束生命的過程，它是一種程序性死亡。類型eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(個體發(fā)育中細(xì)胞的編程性死亡,成熟個體中細(xì)胞的自然更新,被病原體感染的細(xì)胞的清除))意義eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(保證多細(xì)胞生物體完成正常發(fā)育,維持內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定,抵御外界各種因素的干擾))（2）細(xì)胞壞死受外界不利因素影響；不受基因控制。1．細(xì)胞衰老和凋亡對機(jī)體的正常發(fā)育都是有利的，細(xì)胞壞死對機(jī)體是有害的。2．細(xì)胞凋亡與基因選擇性表達(dá)有關(guān)，但不屬于細(xì)胞分化過程。細(xì)胞凋亡和細(xì)胞壞死的區(qū)別（1）從方式看eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(主動結(jié)束生命活動?細(xì)胞凋亡,被動結(jié)束生命活動?細(xì)胞壞死))（2）從結(jié)果看eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(對生物體是有利的?細(xì)胞凋亡,對生物體是有害的?細(xì)胞壞死))典例1.關(guān)于細(xì)胞衰老機(jī)制，科學(xué)家們提出了許多學(xué)說，其中的端粒學(xué)說目前被大家普遍接受。端粒是染色體末端的一種特殊序列DNA，每次分裂后會縮短一截，最終使細(xì)胞走向衰老。端粒酶能以自身的RNA為模板合成端粒序列加到染色體DNA末端而修復(fù)縮短部分，下列說法錯誤的是()A．端粒是真核細(xì)胞特有的結(jié)構(gòu)，原核細(xì)胞中沒有B．端粒酶是一種DNA聚合酶，能延緩細(xì)胞的衰老C．癌細(xì)胞中端粒酶的活性可能高于正常細(xì)胞D．同一個體的不同細(xì)胞中端粒的長度可能不相同【答案】B【解析】端粒存在于染色體的末端，而染色體是真核生物特有的結(jié)構(gòu)，原核生物中沒有，A正確；由題意“端粒酶能以自身的RNA為模板合成端粒序列加到染色體DNA末端而修復(fù)縮短部分”可知，端粒酶是逆轉(zhuǎn)錄酶，B錯誤；癌細(xì)胞可以無限增殖，可能是因為端粒酶活性較高，可以修復(fù)因分裂而縮短的DNA，C正確；同一個體不同細(xì)胞分裂的次數(shù)不同，端粒的長度可能不同，D正確。典例2.（2021遼寧丹東階段測試）細(xì)胞的衰老是普遍存在的現(xiàn)象。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A.皮膚色素沉積出現(xiàn)的“老年斑”是由酪氨酸酶活性降低所致B.衰老細(xì)胞的細(xì)胞膜的通透性改變,使物質(zhì)運(yùn)輸效率下降C.細(xì)胞衰老可能是由于大量自由基干擾了細(xì)胞的正常的代謝D.在新生的生物體中,同樣存在著細(xì)胞衰老現(xiàn)象【答案】A【解析】皮膚色素沉積出現(xiàn)的“老年斑”是由細(xì)胞代謝減弱所致,A錯誤;衰老細(xì)胞的細(xì)胞膜的通透性改變,使物質(zhì)運(yùn)輸效率下降,B正確;細(xì)胞衰老可能是由于大量自由基干擾了細(xì)胞的正常的代謝,C正確;在新生的生物體中,同樣存在著細(xì)胞衰老現(xiàn)象,D正確。1.(2020·海南，11)下列關(guān)于細(xì)胞生命歷程的敘述，正確的是()A．細(xì)胞分裂和分化均可增加細(xì)胞數(shù)量B．細(xì)胞分化只發(fā)生在胚胎時期C．細(xì)胞衰老時，細(xì)胞膜的選擇透過性功能提高D．細(xì)胞凋亡過程中既有新蛋白質(zhì)的合成，又有蛋白質(zhì)的水解【答案】D【解析】細(xì)胞分裂可增加細(xì)胞數(shù)量，細(xì)胞分化可增加細(xì)胞種類但不增加細(xì)胞數(shù)目，A錯誤；細(xì)胞分化發(fā)生在個體發(fā)育的各個時期，是生物個體發(fā)育的基礎(chǔ)，B錯誤；細(xì)胞衰老時，細(xì)胞膜的通透性改變，使物質(zhì)運(yùn)輸?shù)墓δ芟陆担珻錯誤；細(xì)胞凋亡過程中既有新蛋白質(zhì)的合成，又有蛋白質(zhì)的水解，D正確。2.(2020·江蘇，4)下列關(guān)于細(xì)胞生命活動的敘述，正確的是()A．高度分化的細(xì)胞執(zhí)行特定的功能，不能再分裂增殖B．癌變細(xì)胞內(nèi)發(fā)生變異的基因都不再表達(dá)C．正常組織細(xì)胞在體外長時間培養(yǎng)，一般會走向衰老D．凋亡細(xì)胞內(nèi)有活躍的基因表達(dá)，主動引導(dǎo)走向壞死【答案】C【解析】高度分化的細(xì)胞也可以進(jìn)行增殖，如精原細(xì)胞等，A項錯誤；癌變細(xì)胞內(nèi)已變異的基因也可以表達(dá)，使細(xì)胞表現(xiàn)出癌細(xì)胞的特征，B項錯誤；細(xì)胞凋亡是由基因控制的細(xì)胞編程性死亡，不是細(xì)胞壞死，D項錯誤。3.(2019·全國Ⅰ，1)細(xì)胞凋亡是細(xì)胞死亡的一種類型。下列關(guān)于人體中細(xì)胞凋亡的敘述，正確的是()A．胎兒手的發(fā)育過程中不會發(fā)生細(xì)胞凋亡B．小腸上皮細(xì)胞的自然更新過程中存在細(xì)胞凋亡現(xiàn)象C．清除被病原體感染細(xì)胞的過程中不存在細(xì)胞凋亡現(xiàn)象D．細(xì)胞凋亡是基因決定的細(xì)胞死亡過程，屬于細(xì)胞壞死【答案】B【解析】胎兒手的發(fā)育過程中發(fā)生細(xì)胞凋亡，才會形成成形手指，A項錯誤；清除被病原體感染的細(xì)胞的過程屬于細(xì)胞凋亡，C項錯誤；細(xì)胞凋亡是由基因所決定的細(xì)胞自動結(jié)束生命的過程，不同于細(xì)胞壞死，細(xì)胞壞死是在種種不利因素影響下，由細(xì)胞正常代謝活動受損或中斷引起的細(xì)胞損傷和死亡，D項錯誤。4.(2020·山西省晉中市一模)細(xì)胞分化是多細(xì)胞生物體的一種正常生命現(xiàn)象。下列能說明細(xì)胞已發(fā)生分化的依據(jù)是()A．細(xì)胞中存在肌動蛋白基因B．細(xì)胞中合成了胰島素C．細(xì)胞內(nèi)多種酶的活性降低D．細(xì)胞進(jìn)行無氧呼吸合成ATP【答案】B【解析】細(xì)胞分化是指在個體發(fā)育中，由一個或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，細(xì)胞分化的本質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)。同一生物體所有細(xì)胞都含有相同的遺傳物質(zhì)，且都含有該個體的全部基因，因此具有肌動蛋白基因不能說明細(xì)胞已經(jīng)分化，A錯誤；只有胰島B細(xì)胞能合成胰島素，其他細(xì)胞不合成胰島素，細(xì)胞中有胰島素，說明該細(xì)胞發(fā)生了分化，B正確；細(xì)胞內(nèi)多種酶的活性降低是細(xì)胞衰老的特征，不能說明細(xì)胞發(fā)生分化，C錯誤；絕大多數(shù)細(xì)胞在缺氧條件下都能進(jìn)行無氧呼吸，并合成ATP，與細(xì)胞分化無關(guān)，D錯誤。5.(2020·遼寧省百強(qiáng)校高三上學(xué)期期末)下列與細(xì)胞生命歷程有關(guān)的敘述，正確的是()A．細(xì)胞癌變后，細(xì)胞膜上的甲胎蛋白、癌胚抗原減少，黏著性降低B．白細(xì)胞凋亡速度比紅細(xì)胞快，因為白細(xì)胞不能分裂C．“老年斑”的出現(xiàn)表明細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的交流和傳遞受到影響D．漿細(xì)胞和胰島B細(xì)胞中遺傳信息的執(zhí)行情況相同【答案】C【解析】細(xì)胞癌變后，細(xì)胞膜上的甲胎蛋白、癌胚抗原增多，A錯誤；白細(xì)胞凋亡的速度比紅細(xì)胞快，是由于細(xì)胞凋亡的速度與其自身功能密切相關(guān)，B錯誤；衰老細(xì)胞的代謝速度慢，色素逐漸積累，所以“老年斑”的出現(xiàn)表明細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的交流和傳遞受到影響，C正確；漿細(xì)胞和胰島B細(xì)胞是由細(xì)胞分化而來的，細(xì)胞分化的實質(zhì)是遺傳信息的執(zhí)行情況不同，D錯誤。6.(2020·福建省三明市高三5月質(zhì)量檢查)下列關(guān)于細(xì)胞生命歷程