高三生物一轮复习优质学案：细胞的分化、衰老、凋亡与癌变

第12讲细胞的分化、衰老、凋亡与癌变考纲考情——知考向核心素养——提考能最新考纲1.细胞的分化(Ⅱ)2.细胞的全能性(Ⅱ)3.细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系(Ⅱ)4.癌细胞的主要特征及防治(Ⅱ)生命观念比较细胞的分化、衰老、凋亡和癌变，建立细胞是一个统一整体的生物学观点近三年考情2018·全国卷Ⅱ(6)、2018·全国卷Ⅲ(2)、2017·全国卷Ⅱ(2)、2016·全国卷Ⅱ(2)社会责任分析细胞衰老、凋亡和癌变的特点，关注人体健康和科技发展考点一细胞的分化与细胞的全能性1.细胞的分化名师点拨“图解法”深刻理解细胞分化过程(1)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，如唾液淀粉酶、胰岛素等。

②细胞水平：形成不同种类的细胞。

(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，其表达产物是维持细胞基本生命活动所必需的，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特异性的生理功能，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：DNA、tRNA、rRNA、细胞的数目。

②改变：mRNA、蛋白质的种类，细胞的形态、结构和功能。

2.细胞全能性■助学巧记“三看法”确认细胞“全能性”教材VS高考1.真题重组判断正误(1)哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程不可逆(2018·全国卷Ⅲ，2D)()(2)哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞(2016·全国卷Ⅱ，1B)()(3)高度分化的成熟叶肉细胞不具备发育成完整植株的潜能(2016·海南卷，9A)()(4)叶肉细胞和根尖细胞在结构和功能上的差异是细胞分化的结果(2016·海南卷，9D)()(5)同一个体茎分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的强(2013·海南卷，6D)() 提示(1)√(2)×已分化。

(3)×含有全套遗传物质，具有发育成完整植株的潜能。

(4)√(5)√2.深挖教材(人教版必修1 P117图6－8拓展)下列①～⑤来自同一个个体的细胞中哪些是已经分化的细胞？这些细胞中DNA、RNA、蛋白质均不相同吗？提示图中①为精子细胞，③为肌肉细胞，④为神经细胞，⑤为哺乳动物的成熟红细胞(⑤细胞已无细胞核和各种细胞器)，它们均属于高度分化的细胞；但②细胞尚未分化。

DNA相同，RNA、蛋白质部分不同。

3.边角拾遗(1)(人教版必修1 P120“与社会的联系”)为什么可以利用干细胞培养组织、器官来修复受到损伤的组织、器官？提示因为干细胞具有分裂、分化的能力，可培养出组织或器官。

(2)(人教版必修1 P120拓展题改编)可否用肌细胞代替干细胞在体外培育出组织器官用于器官移植等，实现对临床疾病的治疗？提示动物细胞特别是高等动物细胞随着胚胎的发育，细胞分化潜能变窄。

肌细胞是已分化的细胞，它通常不能转化为其他类型的细胞，因而不能用肌细胞代替干细胞在体外培育组织和器官。

以细胞分化为载体考查生命观念1.(2018·经典高考，23改编)人体骨髓中存在少量属于多能干细胞的间充质干细胞(MSC)，如图为MSC分裂、分化成多种组织细胞的示意图，下列叙述正确的是()A.组织细胞中的DNA和RNA与MSC中的相同B.MSC不断增殖分化，所以比组织细胞更易衰老C.MSC中的基因都不能表达时，该细胞开始凋亡D.不同诱导因素使MSC分化形成不同类型的细胞『解析』组织细胞是高度分化的细胞，由于分化的实质是基因的选择性表达，所以干细胞与其分化成的组织细胞的DNA相同，而RNA不完全相同，A错误；MSC属于干细胞，分化程度低，分裂能力强，而组织细胞是高度分化的细胞、成熟的细胞，所以组织细胞更容易衰老，B错误；细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，细胞凋亡过程中与凋亡相关的基因表达，C错误；在培养MSC(多能干细胞)时，向培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸、丁酰环腺苷酸等化学物质时，可以诱导细胞向不同类型的组织细胞分化，D正确。

『答案』 D2.(2019·河北邯郸摸底考试)下图为人体中不同细胞产生过程的模式图，据图推断肌肉细胞、未成熟红细胞和神经细胞()A.含有的遗传信息相同B.含有的mRNA完全相同C.含有的蛋白质种类完全不相同D.形成的原因是基因的选择性丢失『解析』细胞所含的遗传信息是相同的，分化的原因是基因选择性表达的结果，基因选择性表达产生的mRNA不完全相同，因此不同的细胞内产生的蛋白质不完全相同。

『答案』 A细胞分化及全能性的判断，考查分析推断能力3.(2016·海南卷，9)下列关于植物细胞的叙述，错误的是()A.高度分化的成熟叶肉细胞不具备发育成完整植株的潜能B.植物细胞在有氧条件下的呼吸终产物与无氧条件下的不同C.种子胚根和胚芽中的所有细胞都是由受精卵分裂分化而来的D.叶肉细胞和根尖细胞在结构和功能上的差异是细胞分化的结果『解析』高度分化的植物细胞仍具备发育成完整植株的潜能。

『答案』 A4.(2019·湖南雅礼中学月考)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『解析』“细胞全能性”是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整新个体的潜能。

选项A所述内容是玉米的胚后发育过程，不符合题意；全能性表达的结果是得到完整新个体，B选项所述内容仅体现了细胞分化，不符合题意；由于题干中要求体现的是“体细胞全能性”，花粉属于生殖细胞，C不符合题意；胡萝卜根韧皮部细胞是已分化的细胞，经组织培养后得到了完整的新植株，体现了体细胞的全能性，D符合题意。

『答案』 D区分细胞分化与全能性表达的标志(1)细胞分化的标志：在所有细胞中都表达的基因与细胞分化无关，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等不能证明细胞已经发生分化；只有在特定细胞中选择性表达的基因控制细胞分化，如胰岛素基因的表达、血红蛋白基因的表达可以证明细胞发生了分化。

(2)由体细胞发育成一个个体能证明体细胞的全能性。

判断全能性表达的标志是能否发育成“个体”。

创新实验，培养科学探究能力与长句应答能力5.(2019·河南周口市质检)科学家们长期以来一直在探究“血液中多种不同类型的细胞是如何发育的”。

根据经典的模式，不同的发育路线像树杈一样分枝。

树干由干细胞组成，树枝由各种不同的祖细胞组成，这些祖细胞又可以产生许多不同类型的细胞。

某同学想利用同位素标记法来验证这一模式的正确性。

实验材料、试剂和用具：小鼠造血干细胞、含放射性标记的胸腺嘧啶的细胞培养液、不含放射性物质的细胞培养液、生理盐水、细胞分化诱导剂、放射性物质测量仪、显微镜等。

请写出实验设计思路和预期实验结果。

『解析』要想了解细胞的分化过程，必须给细胞做标记。

我们高中学的标记方法有：①同位素标记法，②利用荧光蛋白标记；③利用抗原—抗体反应标记。

细胞中最稳定的物质是DNA，RNA和蛋白质都是会随时间发生变化的，所以应对DNA进行标记，因此选用含射性标记的胸腺嘧啶的细胞培养液进行干细胞培养，标记干细胞；然后一定要去除外源的放射性物质，跟踪那些已经被标记的干细胞逐渐分化成何种类型的细胞，注意它们的渐变性。

分化的细胞在形态、结构、功能上都与干细胞不同，因此可借助显微镜观察细胞形态的渐变，推导出相应的细胞分化系统树。

『答案』实验设计思路：(1)选取适量的小鼠造血干细胞放置在含放射性标记的胸腺嘧啶的细胞培养液中，在适宜的条件下培养一段时间，然后用生理盐水洗脱掉培养液中的放射性物质，再将小鼠造血干细胞转入不含放射性物质的细胞培养液中培养。

(2)加入一定量的细胞分化诱导剂培养，每隔一段时间取细胞用显微镜观察其外形变化，并检测其是否含有放射性物质。

预期实验结果：先是干细胞中有放射性，后来部分祖细胞有放射性，再后来出现了有放射性的血细胞。

考点二细胞的衰老、凋亡和癌变1.细胞衰老(1)个体衰老与细胞衰老的关系(2)细胞衰老的特征2.细胞凋亡■助学巧记“三看法”判断细胞凋亡与细胞坏死3.细胞的癌变(1)癌变机理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(3)致癌因子分类[连线]教材VS高考真题重组判断正误(1)细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程(2017·全国卷Ⅲ，2D)()(2)癌细胞是动物体内具有自养能力并快速增殖的细胞(2017·全国卷Ⅲ，2C)()(3)Rous肉瘤病毒不是致癌因子，与人的细胞癌变无关(2015·全国卷Ⅱ，5C)()(4)细胞凋亡不出现在胚胎发育过程中(2015·海南卷，5C)()(5)被病原体感染的细胞可通过细胞凋亡清除(2015·海南卷，5D)()提示(1)√(2)×癌细胞不能制造有机物，不具自养能力。

(3)×是致癌因子。

(4)×胚胎发育过程中也有细胞凋亡。

(5)√(人教版必修1 P122“细胞衰老的原因”)请尝试解释细胞衰老的原因。

提示①自由基假说：细胞代谢中产生的自由基会攻击生物膜、DNA和蛋白质，致使细胞衰老。

②端粒假说：染色体两端的端粒会随着细胞分裂次数的增加而缩短，导致正常的DNA序列损伤，使细胞逐渐衰老。

细胞衰老、凋亡的特征及意义1.(2016·海南卷，4)下列关于人体细胞的叙述，错误的是()A.人的正常体细胞的分裂次数是有限的B.自由基攻击蛋白质可以引起细胞衰老C.细胞中衰老的线粒体可被溶酶体分解清除D.衰老细胞代谢速率加快是细胞内水分减少引起的『解析』衰老细胞代谢速率应“减慢”而不是“加快”。

『答案』 D2.(2019·河北衡水模拟)如图是某动物神经细胞的衰老和凋亡示意图。

下列说法错误的是()A.神经细胞凋亡是基因控制的程序性死亡B.神经细胞凋亡时有基因的选择性表达C.衰老神经细胞体积增大，染色质收缩D.某个神经细胞衰老并不意味着动物个体衰老『解析』题图中体现了神经细胞发生衰老和凋亡的过程。

细胞凋亡是由凋亡基因决定的细胞自动结束生命的过程，该过程是凋亡基因选择性表达的结果，A、B 正确。

衰老的神经细胞内水分减少，导致细胞体积减小，细胞核体积增大，染色质收缩，C错误；含有神经细胞的动物个体应为多细胞生物，其细胞衰老≠个体衰老，故某个神经细胞衰老并不意味着动物个体衰老，D正确。

『答案』 C结合细胞癌变、衰老、凋亡考查社会责任3.(2018·全国卷Ⅱ，6)在致癌因子的作用下，正常动物细胞可转变为癌细胞。