(新高考)高考生物二轮复习第1部分 专题突破 专题3 第2讲 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变(含解析)

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第2讲　细胞的分化、衰老、凋亡和癌变
[课程标准]　1.说明在个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能方面发生了特异性的分化，形成了复杂的多细胞生物体。2.描述在正常情况下，细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程。3.描述某些基因突变能导致细胞分裂失控，甚至发生癌变。
考点一　细胞的分化、衰老、凋亡和癌变

1．细胞分化中的变与不变
(1)DNA、基因不变，原因：生物体内的细胞来自细胞的有丝分裂，体细胞核的遗传物质相同，细胞分化不会改变细胞内的遗传物质。
(2)mRNA、蛋白质改变，原因：细胞分化的实质是基因的选择性表达，导致同一生物个体不同种类的细胞中的mRNA存在差异，进而导致蛋白质存在差异，从而使细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异。
2．细胞分化的判断标准
(1)细胞水平：同一来源的细胞是否形成形态、结构及生理功能不同的组织细胞(且细胞器种类、数量也有差异)。
(2)分子水平
①是否有特殊基因(奢侈基因)的表达。
②是否含有特殊(或特有)化学成分如血红蛋白、抗体、胰岛素等。
3．衰老细胞的特征

4．细胞癌变的原因与特征
(1)原因：是由原癌基因和抑癌基因突变引起的。癌变不是单一基因突变的结果，是多个基因突变累积的结果，而且患癌概率与年龄有关。
(2)特征
①癌细胞的形成是内外因素共同作用的结果。癌细胞失去接触抑制的特点，故能形成肿瘤。
②癌细胞的细胞周期变短，核糖体活动旺盛，核仁变大，核孔数目变多。
③癌细胞的膜蛋白发生改变：a.糖蛋白减少，易扩散和转移；b.出现甲胎蛋白和癌胚抗原。


1．(2019·全国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　胎儿手的发育过程中发生细胞凋亡，才会形成成形的手指，A项错误；小肠上皮细胞的自然更新过程中存在细胞凋亡，B项正确；清除被病原体感染的细胞的过程属于细胞凋亡，C项错误；细胞凋亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，不同于细胞坏死，细胞坏死是在种种不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡，D项错误。
方法归纳　“两看法”区分细胞凋亡与细胞坏死
(1)从方式看
(2)从结果看
2．(2018·全国Ⅲ，2)下列有关细胞的结构和生命活动的叙述，错误的是(　　)
A．成熟个体中的细胞增殖过程不需要消耗能量
B．细胞的核膜、内质网膜和细胞膜中都含有磷元素
C．两个相邻细胞的细胞膜接触可实现细胞间的信息传递
D．哺乳动物造血干细胞分化为成熟红细胞的过程不可逆
答案　A
解析　细胞通过分裂进行增殖，增殖过程中DNA分子的复制、蛋白质的合成、染色体在纺锤丝的牵引下向细胞两极移动等，都需要消耗能量，A项错误；磷脂是构成生物膜的重要成分，磷脂的构成元素有C、H、O、N、P，B项正确；相邻两个细胞的细胞膜接触，信息从一个细胞传递给另一个细胞，从而完成细胞间的信息交流，如精子和卵细胞之间的识别和结合，C项正确；一般来说，已分化的细胞将一直保持分化后的状态，造血干细胞分化为成熟红细胞后，细胞核消失，该过程不可逆，D项正确。
思维延伸　判断正误：
(1)原癌基因与抑癌基因在正常细胞中不表达(　×　)
(2)良好的心态有利于神经系统、内分泌系统发挥正常的调节功能，从而延缓衰老(　√　)
(3)人的造血干细胞是全能干细胞，可以分化为多种细胞(　×　)
(4)癌细胞是动物体内具有自养能力并快速增殖的细胞(　×　)
(5)细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程(　√　)
(6)效应T细胞密切接触靶细胞致其裂解死亡的过程属细胞坏死(　×　)
(7)端粒是染色体两端的一段特殊序列的蛋白质(　×　)

1．(2019·河北衡水金卷)癌症是严重威胁人类健康的疾病之一，细胞中原癌基因和抑癌基因的突变对细胞的影响如下图所示。下列相关叙述正确的是(　　)

A．抑癌基因的突变类似于显性突变，原癌基因的突变类似于隐性突变
B．原癌基因和抑癌基因中的一个基因突变就可导致癌症发生
C．癌症是致癌因子引发的，患病概率与年龄无关
D．癌变细胞的细胞周期变短，细胞核明显增大，核质比例失常
答案　D
解析　从题图中可以看出，体细胞中成对的抑癌基因若仅其中的一个发生突变，细胞仍能正常生长，当两个抑癌基因均发生突变时，则细胞生长失控，可见抑癌基因的突变类似于隐性突变，成对的原癌基因只要其中的一个发生突变，即可导致细胞周期的失控，可见原癌基因的突变类似于显性突变，A错误；癌症并不是单一基因突变的结果，往往是多个基因突变的累积效应，B错误；细胞癌变的原因分为内因和外因，外因主要是致癌因子，包括物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子，内因(根本原因)是原癌基因和抑癌基因发生突变。此外，患癌症的概率还与年龄、免疫能力等因素有关，C错误；癌变细胞不能正常完成细胞分化，因而变成了不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，细胞周期变短，代谢活动增强，癌细胞核明显增大，核质比例失常，D正确。
2．(2020·山东日照三诊)下列有关细胞生命历程的说法，错误的是(　　)
A．细胞停止生长后仍然存在基因的选择性表达
B．细胞膜上的糖蛋白减少时细胞周期可能变短
C．癌症是细胞DNA损伤的结果，能导致细胞凋亡
D．通常细胞具有较大的表面积与体积比更有利于维持生存
答案　C
解析　细胞停止生长后仍然存在基因的选择性表达，如衰老、凋亡基因的表达，A正确；癌细胞的细胞膜上的糖蛋白减少，能无限增殖，故细胞膜上的糖蛋白减少时细胞周期可能变短，B正确；癌症是细胞内原癌基因、抑癌基因等多个基因突变的结果，能导致细胞无限增殖，C错误；表面积与体积比即相对表面积，细胞相对表面积越大，物质运输效率越高，故通常细胞具有较大的表面积与体积比更有利于维持生存，D正确。
3．(2019·宁夏银川质检)关于细胞衰老的机制，科学家们提出了许多学说，其中的端粒学说目前为大家普遍接受。端粒是染色体末端的一种特殊序列DNA，每次分裂后会缩短一截，最终使细胞走向衰老。端粒酶能以自身的RNA为模板合成端粒序列加到染色体DNA末端而修复缩短部分。下列说法不合理的是(　　)
A．端粒是真核细胞特有的结构，原核细胞中没有
B．端粒酶是一种DNA聚合酶，能延缓细胞的衰老
C．癌细胞中端粒酶的活性可能高于正常细胞
D．同一个体的不同细胞中端粒的长度可能不相同
答案　B
解析　端粒存在于染色体的末端，而染色体是真核生物特有的结构，原核生物没有，A正确；端粒酶能以自身的RNA为模板合成端粒序列即DNA，故端粒酶是逆转录酶，B错误；癌细胞可以无限增殖，可能是因为端粒酶活性较高，可以修复因分裂而缩短的DNA，C正确；同一个体不同细胞分裂的次数不同，端粒的长度可能不同，D正确。
4．细胞自噬是依赖溶酶体对细胞内受损异常的蛋白质和衰老细胞器进行降解的过程。如果抑制肝癌发展期大鼠的细胞自噬，其肿瘤的体积和数量都比没有抑制细胞自噬的对照组小。下列有关此内容的叙述，正确的是(不定项)(　　)
A．自噬过程依赖于溶酶体内的水解酶
B．细胞自噬有利于维持细胞的稳态平衡
C．肝癌发展期细胞自噬会抑制肿瘤的发生
D．细胞自噬贯穿于正常细胞生长、分化、衰老、凋亡的全过程
答案　ABD
解析　由题干“细胞自噬是依赖溶酶体对细胞内受损异常的蛋白质和衰老细胞器进行降解的过程”可知，自噬过程依赖于溶酶体内的水解酶，A正确；细胞自噬依赖溶酶体内的水解酶对细胞内异常蛋白质和衰老细胞器进行降解，有利于维持细胞的稳态平衡，B正确；如果抑制肝癌发展期大鼠的细胞自噬，其肿瘤的体积和数量都比没有抑制细胞自噬的对照组小，说明肝癌发展期细胞自噬会促进肿瘤的发生，C错误；正常细胞生长、分化、衰老、凋亡的全过程都会有受损蛋白质或衰老细胞器，所以细胞自噬贯穿于全过程，D正确。
考点二　细胞生命历程综合分析及其与人体健康的关系

1．细胞分裂、分化、衰老、凋亡和癌变的关系

2．细胞衰老、凋亡、癌变与人体健康
(1)正常的细胞衰老、凋亡对人体具有积极意义，而细胞坏死和细胞癌变对机体是不利的。
(2)癌细胞形成≠癌症，癌细胞属于体内抗原，能被免疫系统监控和清除而不发病，杀灭癌细胞的主要是细胞免疫中的效应T细胞。
(3)癌症不是遗传病。
(4)癌症的治疗：放疗、化疗都能杀死部分癌细胞，同时正常体细胞也会受到损伤，对人体的副作用很大。早期癌症可以通过手术治疗，切除癌变部位，副作用较小。也可利用单克隆抗体的靶向性特点，将治疗药物与单抗相连接制成生物导弹，特异性地杀死癌细胞。

1．北大邓宏魁团队仅使用四个小分子化合物的组合对体细胞进行处理就可以成功地逆转其“发育时钟”，实现体细胞的“重编程”。使用这项技术，他们成功地将已经特化的小鼠成体细胞诱导成了可以重新分化发育为各种类型组织器官的“多潜能性”细胞，并将其命名为“化学诱导的多潜能干细胞(CiPS细胞)”。下列相关叙述正确的是(　　)
A．将小鼠体细胞诱导成CiPS细胞是形态、结构和遗传物质发生稳定性差异的过程
B．与小鼠成体细胞相比，诱导形成的CiPS细胞全能性较低
C．这一过程类似于植物细胞的脱分化过程
D．将小鼠成体细胞诱导成CiPS细胞，细胞周期会变长
答案　C
解析　将小鼠体细胞诱导成CiPS细胞是形态、结构和生理功能发生稳定性差异的过程，而遗传物质不变，A错误；与小鼠成体细胞相比，诱导形成的CiPS细胞分化程度较低，全能性较高，B错误；将小鼠成体细胞诱导成CiPS细胞，细胞周期会变短，D错误。
2．杀伤细胞攻击被感染细胞导致其死亡是通过诱导细胞凋亡来实现的。导致细胞凋亡的物理、化学及生物因子统称为凋亡诱导因子。杀伤性T淋巴细胞能够分泌Fas配体作为凋亡信号，与靶细胞表面的凋亡受体Fas蛋白结合，从而启动细胞内的凋亡程序使靶细胞发生凋亡。下列相关叙述正确的是(　　)
A．Fas蛋白属于化学凋亡诱导因子
B．Fas配体与Fas蛋白的特异性结合体现了细胞膜的信息交流功能
C．若Fas蛋白因控制其合成的基因突变而发生了改变，则靶细胞的凋亡过程会加快
D．癌变后的细胞对各种凋亡诱导因子的敏感性增强
答案　B
解析　Fas蛋白是靶细胞表面的特异性受体，不是信号分子，Fas配体属于化学凋亡诱导因子，A错误；Fas配体是T淋巴细胞产生的信号分子，与靶细胞表面的受体Fas蛋白特异性结合，体现了细胞膜的信息交流功能，B正确；若控制Fas蛋白合成的基因突变而引起Fas蛋白结构改变，则Fas配体将不能发挥凋亡信号分子的作用，从而不能启动细胞内的凋亡程序使靶细胞发生凋亡，C错误；癌变细胞能无限增殖，是因为对各种凋亡诱导因子敏感性低，不能启动癌细胞中的凋亡程序所致，D错误。
3．(经典高考题)在培养人食管癌细胞的实验中，加入青蒿琥酯(Art)，随着其浓度升高，凋亡蛋白Q表达量增多，癌细胞凋亡率升高。下列叙述错误的是(　　)
A．为初步了解Art对癌细胞的影响，可用显微镜观察癌细胞的形态变化
B．在癌细胞培养液中加入用放射性同位素标记的Art，可确定Art能否进入细胞
C．为检测Art对凋亡蛋白Q表达的影响，须设置不含Art的对照实验
D．用凋亡蛋白Q饲喂患癌鼠，可确定该蛋白能否在动物体内诱导癌细胞凋亡
答案　D
解析　癌细胞的特点之一是细胞形态结构发生显著变化，A正确；用放射性同位素标记Art，根据细胞内有无放射性可判断Art能否进入细胞，B正确；为增强实验可信度或说服力，需要设置对照实验，C正确；凋亡蛋白饲喂患癌鼠后被消化道内蛋白酶水解，故无法确定该蛋白能否在动物体内诱导癌细胞凋亡，D错误。
4．为探究生物制剂Q对阿霉素所导致的心肌细胞凋亡是否具有抑制作用，研究者设计了如下三组实验：甲组加入培养液＋心肌细胞＋生理盐水、乙组加入培养液＋心肌细胞＋阿霉素、丙组加入培养液＋心肌细胞＋生物制剂Q＋阿霉素。每组设置若干个重复样品，每组所加心肌细胞数量相同。各组样品在相同且适宜的条件下培养。
(1)该实验的因变量是____________________________________________________________。
(2)若实验结果是________________________________________________________________，
则说明生物制剂Q对阿霉素所导致的心肌细胞凋亡具有抑制作用。
(3)为检测生物制剂Q对心肌细胞的凋亡是否有影响，上述实验还应该增加丁组实验，请按照上述格式书写丁组实验：_________________________________________________________。
答案　(1)心肌细胞的存活率(或心肌细胞的凋亡率)　(2)甲组和丙组的存活率均高于乙组的存活率(或甲组和丙组的凋亡率均低于乙组的凋亡率)　(3)丁组加入培养液＋心肌细胞＋生物制剂Q
解析　(2)实验中，甲为对照组，存活率最高，若生物制剂Q对阿霉素导致的心肌细胞凋亡具有抑制作用，则存活率丙组>乙组；若生物制剂Q对阿霉素导致的心肌细胞凋亡无抑制作用，则存活率乙组＝丙组。
(3)若增设对照组，可单独观察生物制剂Q对心肌细胞的影响，故丁组为培养液＋心肌细胞＋生物制剂Q。