【原创】高三生物(人教通用)一轮复习教案细胞的分化衰老凋亡及癌变

第13讲 细胞的分化、衰老、凋亡及癌变
［考纲要求］1.细胞的分化和细胞的全能性
(n )。

2.细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关
系(n )。

3.癌细胞的主要特征及防治(n )。

回扣基础・构建网络
一、细胞的分化与全能性
1.
细胞分化
(MA.B.C) 律全莊基囲含全娈亘閒
｛也折A 、BM) (MA.B.C)
(1) 概念：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) 特点：普遍性、持久性、稳定性和不可逆性。

(3) 意义：①细胞分化是生物个体发育的基础。

②细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。

(4) 实质：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，
即基因的选择性表达，
转录出不同的mRNA 控制合成出不同的蛋白质。

(5) 标志：①分子水平：合成了某种细胞特有的蛋白质，如唾液淀粉酶、胰岛素等；②细胞水 平：控制合成不同种类
的细胞。

解惑 由于基因的选择性表达，不同类型的细胞中 mRNA 和蛋白质种类大部分相同，只有少部
分不同，DNA 却都相同。

2.
细胞的全能性
(1) 概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。

(2) 全能性差异：高度分化的植物细胞具有发育成完整植株的能力，说明植物细胞仍然具有全 能性；实验表明已分化
的动物体细胞的细胞核具有全能性。

(3) 干细胞：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。

判一判(1)蜜蜂由未受精卵细胞发育成雄蜂证明了动物细胞具有全能性
(V )
(2)转入抗虫基因的棉花细胞或番茄、马铃薯细胞杂交后培育出植株，证明了植物细胞的全能 性(V )
⑶ 壁虎断尾后重新长出尾部证明动物细胞具有全能性；紫色糯性玉米种子培育出植株， 证明了植物细胞的全能性(X ) ⑷ 细胞的全能性以产生个体为标志，若无个体产生，不能体现全能性 (V )
二、细胞的衰老、凋亡和坏死
1.
衰老的特征
头发变门*略拭牌酬活性下岸】 色素谨渐积舉(老年斑世成｝
堀胞核昶範・椅脱内祈.柬鱼质收邂.染性輕 堀胞IK 通透性改査+物斶运轴功能降低
问题化夯棊系统化毓理
的、和
不
胞态购能 细形结功同
—水北越少.休积噬小.新陈代谢建申减世
忐达稱因
醐在分製
判一判(1)细胞衰老等于多细胞生物个体衰老(X )
(2)人体红细胞衰老时细胞核增大(X )
2. 细胞的凋亡
(1) 概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。

个体发育中细胞的编程性死亡
(2) 类型J成熟个体中细胞的自然更新
i被病原体感染的细胞的清除
'保证多细胞生物体完成正常发育
(3)意义』维持内部环境的稳定
i抵御外界各种因素的干扰
解惑细胞凋亡，即细胞编程性死亡，是一种自然生理过程；与细胞凋亡密切相关的细胞器是溶酶体。

三、细胞的癌变
1•癌变实质：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。

2.癌细胞的特征
(1) 在适宜的条件下，能够无限增殖。

(2) 形态结构发生显著变化，如成纤维细胞由扁平梭形变成球形。

(3) 表面发生了变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，导致癌细胞容易分散和转移。

3•致癌因子分类(连一连)
网络构建
突破考点・提炼技法
考点一聚焦细胞分化与细胞的全能性
I核心突破I
1•比较细胞分裂与细胞分化的区别和联系(1) 细胞分裂使细胞数目增多，细胞类型不变。

学秦式搀作递进式突破
皿亚硝麽、黄曲靈索零
（2） 细胞分化使细胞类型增多，数目不变。

（3） 细胞分裂是细胞分化的基础。

2.
比较细胞分化与细胞的全能性
细胞分化
细胞的全能性
原因 细胞内基因选择性表达
含有本物种全套遗传物质
特点 持久性、稳定性、不可逆性、普遍性
① 分化程度的高低与全能性大小呈负相关
② 受精卵 ＞配子＞体细胞
结果
形成形态、结构、功能不同的细胞群
形成新的个体
3 •总结细胞全能性表达的条件 （1） 离体（必要条件）。

（2）
一定的营养物质（无机盐、维生素、氨基酸等
）。

⑶激素。

⑷ 适宜的条件（适宜的温度、pH 等）。

易错警示有关细胞全能性的3个易错点
（1）植物种子发育成植株不叫全能性。

⑵ 胚胎干细胞发育成各种组织器官
（未形成个体一一体现全能性的终点 ）不叫全能性。

（3）
动物细胞因具有该物种全套的遗传物质，尽管没有实验成功，但理论上具有全能性；而动 物克隆只体现细胞
核的全能性，二者并不矛盾。

I 命题探究
1. （2011 •山东卷，2）下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是 （ ）
A. 玉米种子萌发长成新植株
B. 小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞
C. 小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株
D. 胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株 答案 D
解析 玉米种子中的胚由受精卵发育而来，不是分化了的体细胞，故胚发育形成新植株的过 程不能体现体细胞的全能性；小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞，并没有发育成个体，所 以不能体现细胞的全能性；小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株，体现的是植物生殖细胞 的全能性。

2.
如图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段的示意图，图中甲、乙为两个阶段的细
胞，a 、b 表示发育变化的模式过程。

下列叙述正确的是 （ ）
C.①②D .②③④
丄㈢》细胞二^^老 工冷~常死亡
①a 过程有可能发生基因突变 细胞与甲细胞遗传物质相同， 向为
DNA^RNA^蛋白质
A. ①④B .③④
②乙细胞不同的基因重组导致 因此它
们的全能性高低应该相同
b 过程产生不同的细胞
③上皮
④b 过程中遗传信息的流动方
屮
答案A
解析识别图解中的过程和名称是解题的关键，识别的依据是细胞的数量和形态的变化。

a过
程为细胞增殖过程，乙细胞为由甲细胞形成的子细胞；b过程为细胞的分化，其结果是形成多
种细胞。

在细胞增殖的间期，由于要进行DNA复制，所以可能发生基因突变，①正确；因为
该图解表示的是人体某早期胚胎细胞发生的变化，所以不可能是减数分裂过程，也不可能发生基因重组，②错误；上皮细胞的全能性明显低于甲细胞(甲细胞为多能干细胞)，③错误；
细胞分化过程中，基因要进行选择性表达，所以b过程内遗传信息的流动方向为DNWRNA>
蛋白质，④正确。

技法提炼正确解读有关细胞生命历程的图形信息
从上图可解读以下信息：
1. 图中①③⑤细胞特征相似：细胞核大，细胞质浓，液泡小或无，都应具有较旺盛的细胞分裂能力。

其中①T③表示通过细胞分裂使细胞数目加倍；③T⑤表示通过细胞生长使细胞体积增大。

2•图中②④细胞形态特征与①有较大区别，所以①T②和①T④均表示细胞分化过程。

3. 图中⑥⑦⑧表示从图中②取出的一个细胞经过植物组织培养，获得了完整的植株，体现了植物细胞的全能性。

考点二聚焦细胞的衰老、凋亡与癌变
I核心突破I
1•归纳细胞衰老的特征
“一大”：细胞核的体积增大；“一小”：细胞体积变小；“一多”：色素增多；“三低”：代谢速率、多种酶的活性、物质运输功能均降低。

2.比较细胞凋亡与细胞坏死
项目细胞凋亡细胞坏死
与基因的关系受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
影响因素由遗传机制决定的程序性调控电、热、冷、机械等不利因素
对机体的影响有利有害
3•分析癌细胞的特征与癌变机理
(1)特征分析
①不死性：条件适宜时，癌细胞可以无限增殖，而且分裂迅速，细胞内的核糖体数目大量增加，代谢异常活跃。

②迁移性：癌细胞分泌一些酶类分解细胞表面的某些结构，导致癌细胞黏着性降低，易于扩散。

③失去接触抑制性：正常细胞贴壁生长汇合成单层后停止生长，而癌细胞即使堆积成群，仍然可以生长。

如下图：
xxxcod
正常细胞
（2）癌变机理
鯉闵子
T|导致
站鯉蜃因淋鯉基閑发生戾变強
（3）原癌基因与抑癌基因的关系
①原癌基因是维持机体正常活动所必需的基因，在细胞分裂过程中它负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程；而抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。

②抑癌基因和原癌基因共同对细胞的生长和分化起着调节作用。

易错警示与细胞癌变、衰老、凋亡有关的5个易错点
（1）原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有体细胞中，并非只存在于癌细胞中，只不过在癌细胞中两种基因已发生突变。

（2）个体衰老与细胞衰老并不总是同步的，在幼年个体中有衰老的细胞，老年个体中有新产生
的细胞，但细胞总体衰老会导致个体的衰老。

（3）细胞的癌变是细胞畸形分化的结果，对机体
有害。

（4）细胞衰老和凋亡对机体的正常发育都是有利的，细胞坏死对机体有害。

（5）细胞凋亡与基因选择性表达有关，但不属于细胞分化过程。

|命题探究|
3. 下列有关细胞衰老、凋亡、坏死与癌变的说法，正确的是（）
A. 衰老细胞的膜通透性降低，癌变细胞的膜黏着性增强
B. 细胞凋亡受基因控制，细胞癌变不受基因控制
C. 细胞坏死时代谢停止；细胞癌变时代谢增强
D. 衰老、死亡的细胞可被浆细胞清除；癌细胞可被效应T细胞裂解
答案C
解析癌变细胞的膜黏着性降低，易扩散；细胞癌变是原癌基因和抑癌基因发生突变的结果，受基因控制；衰老、死亡的细胞可被吞噬细胞清除，效应T细胞可裂解癌细胞。

4. 如图为人体细胞的分裂、分化、衰老和死亡过程示意图，图中①〜⑥为各个时期的细胞a
c表示细胞所进行的生理过程。

据图分析，下列叙述正确的是（）
（1）由①细胞分裂产生③④细胞的方式有三种（2）⑤与⑥细胞的基因型相同，mRNA的种类不
同（3）⑤和⑥细胞内遗传信息的流动方向为DNA^RNA^蛋白质（4）细胞的衰老与死亡就会
引起人体的衰老与死亡（5）细胞死亡受基因控制，细胞癌变不受基因控制（6）⑤⑥的分化
程度比①的分化程度高，全能性也高（7）细胞坏死，膜通透性降低；细胞癌变，膜黏着性增强（8）细胞癌变，细胞周期延长；细胞凋亡，细胞周期变短
A. 只有一项正确B •只有两项正确
C.只有三项正确D .只有四项正确
答案B
解析 该图所示人体细胞的分裂方式为有丝分裂；细胞分化是基因选择性表达的结果，分化 产生的细胞基因型相同，但表达的基因不同，产生的
mRNA 的种类不同，分化过程的遗传信息
流动方向是DNA> RNA>蛋白质，因此（2）（3）正确；细胞的衰老与死亡与人体的衰老与死亡一 般是不同步的；细胞衰老、死亡、分化等现象都是基因程序性表达的结果，发生癌变的细胞 恶性增殖，细胞周期变短，细胞膜表面的糖蛋白减少，黏着性降低。

I 技法提炼I
细胞的分裂、分化、癌变及衰老的关系
1 •区别
结果
遗传物质变化 细胞分裂 单细胞生物元成生殖，多细胞生物产生新细胞 遗传物质复制后均分 细胞分化 形成不同组织和器官 遗传物质不发生改变 细胞癌变 无限增殖的癌细胞 遗传物质发生改变 细胞衰老
细胞正常死亡
遗传物质不发生改变
2•联系
受梢卵
许爭相同细胞
轴胞井牝聘把好化——-细胞麻变
形态、结构、生理功能不同的细胞
正想死亡
细驹澗r ：
纽织、壽官、系统
S*JEt
细昨死
强化审答・规范解题
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序号
错因分析 正确答案
序号 错因分析
正确答案
表述不准确 细胞增殖
②
表述不完整
细胞分化
③
未按要求作答 不能 ④
未按要求作答
a
画蛇添足，出 现了知识性错
色素 表述不完整
基因控制的程
序性死亡
yu 阳屋勺细廉览曲和好代冇黑的
卜列问
&
集训真题■ 体验咼考对点式落实题组式训城
题组一细胞分化与细胞的全能性
1. 判断正误
⑴免疫系统中的记忆细胞既有分化潜能又有自我更新能力(2009 •江苏，4B)( )
(2) 细胞癌变是细胞高度分化的结果(2009 •安徽，2C)( )
(3) 细胞分化导致细胞中的遗传物质发生改变(2007 •江苏，17A)( )
(4) 质壁分离植物细胞的复原属于细胞分化(2008 •宁夏，1C)( )
答案(1) V (2) X (3) X (4) X
2. (2012 •四川卷，1)蛙的受精卵发育成原肠胚的过程中，下列行为在细胞内不能发生的是
( )
A. 基因的选择性表达 B . DNA的半保留复制
C.同源染色体的分离 D .姐妹染色单体的分开
答案C
解析蛙的受精卵发育成原肠胚的过程中既有细胞的有丝分裂，又有细胞的分化，细胞分化
的实质是基因的选择性表达，A项正确；在有丝分裂间期，DNA复制的方式是半保留复制，B
项正确；同源染色体的分离只发生在减数分裂过程中，不发生在有丝分裂过程中，C项错误；
在细胞有丝分裂后期，姐妹染色单体分开，D项正确。

3. (2012 •江苏卷，22)下列事实能体现细胞全能性的是(多选)( )
A. 棉花根尖细胞经诱导形成幼苗
B. 单细胞的DNA在体外大量扩增
C. 动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体
D. 小鼠体细胞经诱导培育成小鼠
答案AD
解析细胞全能性是指已分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，所以判断是否体现
细胞全能性的依据是看其能否发育成完整个体，选项中只有A、D项符合。

B项DNA的扩增和
C项杂交瘤细胞的培养分别属于分子和细胞水平上的克隆，不能体现细胞全能性。

4. (2012 •天津卷，1)下列有关干细胞的叙述，错误的是()
A. 自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应
B. 胚胎干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化
C. 组织的细胞更新包括细胞凋亡和干细胞增殖分化等过程
D. 造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力，可用于治疗白血病
答案B
解析通过联想干细胞及其生命历程的基础知识解答本题。

自体干细胞及其增殖分化产生的
组织细胞对自身没有抗原性，自体移植时不会发生免疫排斥反应，A项正确；干细胞的增殖分
化及细胞的凋亡都是组织的细胞更新过程，C项正确；骨髓造血干细胞具有分化成多种血细胞
的能力，因此骨髓造血干细胞移植是目前治疗白血病的最有效方法，D项正确；胚胎干细胞是
全能干细胞，理论上可以分化为所有类型的体细胞，在培养基中满足适宜的条件可以将其定向诱导分化成多种组织和器官，
B项错误。

题组二细胞的衰老、凋亡与癌变
5. （2012 •山东卷，3）细胞衰老和凋亡对维持个体的正常生长发育及生命活动具有重要意义。

下列叙述错误的是（）
A. 细胞普遍衰老会导致个体衰老
B. 效应T细胞可诱导靶细胞发生凋亡
C. 细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡
D. 衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录
答案C
解析个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程，A项正确；被病原体感染的细胞（靶
细胞）被效应T细胞清除属于细胞凋亡，B项正确；各种不利因素引起的细胞死亡是细胞坏死，
细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，C项错误；衰老细胞的染色质固缩，DNA
不易解旋，影响DNA复制和转录，D项正确。

6. （2012 •课标全国卷，2）下列关于
细胞癌变的叙述，错误的是（）
A. 癌细胞在条件适宜时可无限增殖
B. 癌变前后，细胞的形态和结构有明显差别
C. 病毒癌基因可整合到宿主基因组诱发癌变
D. 原癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖
答案D
解析细胞癌变是由原癌基因和抑癌基因突变引起的，其中抑癌基因能阻止细胞不正常的增
殖，D项错误。

癌细胞在适宜条件下可无限增殖，这是癌细胞的基本特征之一，A项正确。

癌
变前后，癌细胞的形态和结构发生显著变化，如癌细胞可由正常的形态变为球形，细胞膜表面的糖蛋白减少等，B项正确。

诱发癌变的因素有物理因素、化学因素和生物因素，其中病毒癌基因整合到宿主细胞基因组中可诱发癌变，其属于生物因素，C项正确。

7. （2012 •安徽卷，3）脊椎动物在胚胎发育中产生了过量的运动神经元，它们竞争肌细胞所
分泌的神经生长因子，只有接受了足够量神经生长因子的神经元才能生存，并与靶细胞建立连接，其他的则发生凋亡。

下
列叙述正确的是（）
A. 脊椎动物细胞凋亡仅发生在胚胎发育时期
B. —个存活的神经元只与一个靶细胞建立连接
C. 神经元凋亡是不受环境影响的细胞编程性死亡
D. 神经元凋亡是由基因控制的、自动的细胞死亡
答案D
解析细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，又称为细胞编程性死亡，故D项
正确；细胞凋亡是一种自然的生理过程，人在胚胎时期尾的消失，成熟生物体中细胞的自然更新，都是通过细胞凋亡完成的，故A项错误；神经元有多个突起，可与多个靶细胞建立连
接，故B项错误；细胞凋亡由基因决定，还受环境影响，如被病原体感染的细胞的凋亡，故C
项错误。

练出高分
【组题说明】
细胞衰老、凋亡与癌变7、& 9、10、11、12、13、14
实验与探究15
1.下列关于细胞分裂和分化的叙述，正确的是（）
A. 植物器官的形成是细胞增殖的结果
B. 癌细胞既能无限增殖，又能完成正常的细胞分化
C. 机体不同组织细胞中，蛋白质的种类和数量不同
D. 在任何条件下，细胞分化都是不可逆转的答案C
解析植物器官的形成是细胞增殖和分化的结果；癌细胞能无限增殖，但不能完成正常的细胞分化；由于基因的选择性表达，机体不同组织细胞中，蛋白质的种类和数量不同；在适宜的条件下，高度分化的植物细胞经离体培养可重新获得分化能力。

2. 动物细胞中的一类基因是维持基本生命活动的，在各种细胞中都处于
活动状态。

另一类基因是选择性表达的基因，如图为B细胞，关于该细胞中三个基因
的开闭状态，下列说法正确的是（）
A. 其中有一个处于活动状态，即A抗体基
因
B. 其中有一个处于活动状态，即ATP合成
酶基因
C. 其中在I号染色体上有两个处于活动状态
D. 三个都处于活动状态答案B
解析胰岛素基因和A抗体基因是特定细胞选择性表达的基因，ATP合成酶基因属于维持细胞
生存的基因之一，在活细胞中都可表达，故题图中ATP合成酶基因在该细胞中是打开的。

B细
胞中的A抗体基因只能在受到特异性抗原刺激后才能表达。

3. 如图表示干细胞的三个发育途径，下列有关说法不正确的是（）
丙正盘嘀亡的细胞T 成鶏的S1织堀胸
A. 由甲细胞形成的乙细胞仍然保持着分裂能力，所以乙细胞能无限增殖
B. 若丁细胞是胰腺细胞，则结构⑦所起的作用是对蛋白质进行加工、分类和包装
C. 一般情况下，甲、乙、丙、丁等细胞的细胞核中的
DNA相相同
D. 甲细胞分化成丁细胞的根本原因是基因的选择性表达
答案A
解析由甲干细胞形成的乙干细胞虽然保持着分裂能力，但其分裂的次数是有限的，故A错误；⑦为高尔基体，其作用主要是对蛋白质进行加工、分类和包装，故B正确；由于甲、乙、
丙、丁是由同一细胞通过有丝分裂形成的，其细胞核内的DNA相同，故C正确；细胞分化的
根本原因是基因的选择性表达，故D正确。

4. 以下能说明细胞具有全能性的实验是（）
A. 胚胎干细胞形成神经细胞
B. 用矮秆抗病小麦种子培育出小麦植株
C. 给去核蛙卵植入体细胞核后又发育成正常的蝌蚪
D. 将转入抗虫基因的棉花细胞培育成棉花植株
答案D
解析细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。

A选项体现的是细
胞分化。

B选项是正常的有性生殖现象。

C选项是动物克隆，只能体现细胞核的全能性。

D选
项转入了抗虫基因的棉花细胞发育成完整植株，体现了细胞的全能性。

5. 下列关于细胞增殖与分化的叙述，错误的是（）
A. 能增殖的细胞不一定能分化
B. 正常情况下，细胞增殖和分化过程都会导致一些基因丢失
C. 细胞增殖和分化过程中都有基因的表达
D. 花药离体培养过程中既有细胞增殖也有细胞分化
答案B
解析能增殖的细胞不一定能分化，如精原细胞可以增殖但不能分化；正常情况下，细胞增殖和分化过程都不会丢失基因；细胞增殖和分化过程中都需要合成蛋白质，所以都会发生基因的表达；花药离体培养包括脱分化和再分化两个过程，脱分化中存在细胞增殖，再分化中既有细胞增殖也有细胞分化。

6. 干细胞的研究一直是科技热点之一。

干细胞是指在个体发育过程中能自我复制，并在一定
条件下能分化的原始细胞。

下列有关造血干细胞的说法正确的是（）
A. 造血干细胞比受精卵分化程度低
B. 造血干细胞分化出各类血细胞，表现了细胞的全能性
C. 在生物体内，造血干细胞分化形成红细胞的过程是不可逆的
D. 造血干细胞分化过程中遗传物质发生了改变
答案C
解析受精卵分化程度最低，全能性最高；造血干细胞分化出的各类血细胞没有发育成个体，因此不能说明其表现出了细胞的全能性；在生物体内，分化是不可逆的；造血干细胞分化形
成血细胞的过程中，遗传物质没有发生改变。

7. 下列关于高等动物体内细胞的生命历程的
叙述，不正确的是（）
A. 细胞的增殖包括物质准备和细胞分裂两个连续的过程
B. 细胞的分化有利于提高生物体各种生理功能的效率
C. 细胞在癌变的过程中发生了基因突变和基因重组
D. 细胞的衰老与凋亡并不能说明动物个体已经衰老
答案C
解析细胞在癌变的过程中发生了基因突变。

&下列有关细胞癌变的叙述，错误的是（）
A. 某些病毒可能导致细胞发生癌变
B. 癌变细胞黏着性降低，容易发生转移
C. 癌变细胞有可能被人体免疫系统清除
D. 癌变细胞的酶活性降低导致代谢减缓
答案D
解析致癌因子有物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子；癌细胞的细胞膜表面的糖蛋白减少，细胞的黏着性降低，。