新高考生物一轮复习考点课件第19讲 细胞分化、衰老、凋亡和癌变（含解析）

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第19讲 细胞分化、衰老、凋亡
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特异性的分化，形成了复杂的多细胞生物体。2.细胞的全能性。3.细胞的衰老和死亡以及与人体健康的关系。
考点一　细胞的分化与全能性
考点二　细胞的衰老与死亡
主要考点 必备知识
: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、功能上发生 稳定性差异 的过程。
细胞分裂导致细胞数目的增多；细胞分化导致细胞形态、结构和生理功能的改变。
来源一群彼此相似的早期胚细胞
（3）黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑色素；离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而不会变成其他类型的细胞。 (稳定性)
（2）细胞分化发生在整个生命进程中。[持久性 (动物）胚胎时达最大限度]
（4）造血干细胞→原红细胞→早幼红细胞→中幼红细胞→晚幼红细胞→成熟红细胞→死亡 (不可逆性)
( 1)细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象，是个体发育的基础。生物体在生长发育过程中，如果仅仅有细胞的增殖，而没有细胞的分化，就不可能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官，生物体也就不可能正常发育。(普遍性)
不同细胞中含有相同的遗传信息，但遗传信息的执行情况不同。细胞在遗传信息控制下合成特异性蛋白质，导致细胞具有不同的形态、结构和生理功能。归根到底是选择表达的遗传信息不同。——基因的选择性表达
（1）是个体发育的基础。能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官。（2）使多细胞生物体中的细胞趋于专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
5.细胞分化的三个关键点(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（了解） 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。
结论:高度分化的植物细胞具有全能性
1958年，美国科学家斯图尔德用胡萝卜韧皮部细胞成功地培育出了一棵完整的植株。
概念：是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。
①植物已分化的细胞具有全能性
②动物已分化的细胞细胞核具有全能性
全能性高则分化程度低。全能性最高的是受精卵，还没有分化，个体发育其实就是受精卵不断分裂和分化的过程，越往后细胞的分化程度越高。体细胞是高度分化的细胞，也是全能性最低的细胞。
细胞的全能性与细胞分化程度的关系：
概念：正如植物体内分生组织的细胞具有分化能力一样，动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫做干细胞。
如：受精卵和早期胚胎细胞
如：造血干细胞和神经干细胞
考向　细胞分化的实质、特点和意义分析1.MyD基因是一个控制肌细胞发育的主导基因，其表达产物MyD蛋白可以调控其他与肌肉发生相关基因的转录，还能促进MyD基因的表达，最终使前体细胞分化为肌细胞。以下叙述不正确的是( )A.前体细胞分化为肌细胞的过程是不可逆的B.与肌细胞相比，前体细胞的分化程度较低C.含有MyD基因的细胞只能分化为肌细胞D.MyD蛋白对MyD基因的表达存在正反馈调节
解析：细胞分化的标志是基因的选择性表达，含有MyD基因的细胞能分化为其他细胞，C错误。
2.取同一生物体的不同类型细胞，检测其基因表达，结果如下图所示。下列分析正确的是( )A.基因1～6中控制ATP水解酶合成的基因最可能是基因4B.细胞a～g中生理功能最为近似的应该是细胞b　和细胞eC.组成1～6基因的脱氧核苷酸种类、数量和排列　方式均不同D.a～g各个细胞中染色体上所含基因的种类和数　量完全不同
解析：任何细胞生命活动都需要ATP供能，所以6个细胞中都能合成ATP水解酶，应该对应基因2，A项错误；功能越相似的细胞，含有的蛋白质种类越相似，表达的基因越相似，所以b、e细胞的功能最为相似，B项正确；4种脱氧核苷酸是基因的基本组成单位，基因不同的原因是脱氧核苷酸的数量和排列顺序不同，C项错误；图中a～g细胞来自同一生物体，所以细胞内染色体上基因的种类和数量相同，D项错误。
考向　细胞的全能性和干细胞1.下列有关细胞全能性的叙述，正确的是（ ）A.植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因B.高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性C.植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因发生了改变D.将紫色糯性玉米种子培育成植株，反映了植物种子具有全能性
解析：细胞具有全能性的原因是细胞具有发育成完整个体所必需的全套遗传信息，而配子也具有这样的全套基因，因此同样具有全能性，A项错误；植物体内某些细胞没有表现出全能性是细胞内基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果，C项错误；种子属于植物的器官，种子发育成植株是个体正常发育的过程，不能反映全能性，D项错误。
1.同一个体的小肠上皮细胞和平滑肌细胞所含基因不同(　　)2.蛙的红细胞和人的红细胞形态不同的原因是基因选择性表达的结果(　)3.同一细胞内往往含有不同的蛋白质，这是基因选择性表达的结果(　　)4.成熟个体体内的所有细胞都已经高度分化(　　)5.壁虎断尾后重新长出尾巴体现了细胞的全能性(　　)6.造血干细胞分化出各种血细胞体现了细胞的全能性(　　)7.细胞分化程度越高，其全能性一定越低(　　)8.肌细胞与红细胞中基因、mRNA、蛋白质均不同(　　)9.胰岛B细胞有胰岛素基因而无抗体基因，故可以产生胰岛素而不能产生抗体(　　)
10.断尾壁虎长出新尾巴过程中发生了细胞分化(　　)11.ATP合成酶基因属于奢侈基因，在不同细胞中选择性表达(　　)
12.同一个体茎尖分生组织细胞的分化能力比叶肉细胞的强(　　)13.分化程度高的细胞其全能性一定低(　　)14.克隆羊“多莉”的诞生证明了动物体细胞仍然具有全能性(　　)15.用动物胚胎干细胞培育出组织和器官体现了动物细胞的全能性(　　)16.人体内所有活细胞均具有全能性(　　)
2.(必修1 P119)细胞分化：　　　　　　　　　　　　　　　　　　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.(必修1 P121)细胞的全能性：______________________________________________________________________________。3.(必修1 P121)干细胞：__________________________________________的细胞。
在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生
细胞经分裂和分化后，仍然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
动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力
1.必修1 P118“思考·讨论”：上皮细胞、骨骼肌细胞、软骨细胞、神经细胞都源自早期胚胎细胞，正常情况下，它们 (填“能”或“不能”)恢复成早期胚胎细胞；就这四种组织来说，一种组织的细胞 (填“能”或“不能”)转变成其他组织的细胞。
个体衰老与死亡＝细胞衰老与死亡
1.细胞衰老与个体衰老
个体衰老与死亡≠细胞衰老与死亡
①年轻个体中也有衰老的、走向死亡的细胞②老年个体中也有新生的细胞；③从总体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
（1）细胞内的水分减少，结果使细胞萎缩，体积变小:细胞新陈代谢的速率减慢。（2）细胞内多种酶的活性降低。例如，由于头发基部的:黑色素细胞衰老，细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，所以老年人的头发会变白。（3）细胞内的色素会随着细胞衰老而逐渐积累，它们会妨碍细胞内物质的交流和传递，影响细胞正常的生理功能。（4）细胞内呼吸速率减慢，细胞核的体积增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深。（5）细胞膜通透性改变，使物质运输功能降低。
自由基学说我们通常把异常活泼的带电分子或基团称为自由基。自由基含有未配对电子，表现出高度的反应活泼性。在生命活动中，细胞不断进行各种氧化反应，在这些反应中很容易产生自由基。此外，辐射以及有害物质入侵也会刺激细胞产生自由基。例如，水在电离辐射下便会产生自由基。 自由基产生后，即攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子。最为严重的是，当自由基攻击生物膜的组成成分磷脂分子时，产物同样是自由基。这些新产生的自由基又会去攻击别的分子，由此引发雪崩式的反应，对生物膜损伤比较大。此外，自由基还会攻击DNA，可能引起基因突变;攻击蛋白质，使蛋白质活性下降，致使细胞衰老。
20世纪90年代以来，关于细胞衰老机制的研究取得了重大进展。科学家提出了许多假说，目前为大家普遍接受的是自由基学说和端粒学说。
端粒学说每条染色体的两端都有一段特殊序列的DNA，称为端粒。端粒DNA序列在每次细胞分裂后会缩短一截。随着细胞分裂次数的增加，截短的部分会逐渐向内延伸。在端粒DNA序列被“截”短后，端粒内侧的正常基因的DNA序列就会受到损伤，结果使细胞活动渐趋异常。
由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，就叫细胞凋亡。 由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以也常称作细胞编程性死亡。
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,叫细胞坏死。
注意：在成熟的生物体中，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，也是通过细胞凋亡完成的 细胞的寿命与分裂能力无关。寿命短的细胞不一定能分裂，如白细胞。 哺乳动物的成熟红细胞的寿命比白细胞的寿命要长。（有核不一定比无核细胞寿命长）
判断细胞凋亡与细胞坏死的方法
甲途径，细胞膜始终保持完整，细胞内容物没有逸散，细胞是很“卫生”的死，死的“干干净净”。 乙种途径，细胞膜破裂，细胞内容物释放到组织液，会对周围细胞造成影响，会引起炎症反应。
必修1 P126：请结合资料比较细胞自噬和细胞凋亡资料一：DNase酶和Caspase酶是细胞凋亡的两种关键酶，在凋亡诱导因
子与细胞膜受体结合后，通过细胞内信号转导激活凋亡相关基因。这两种酶一旦被激活，DNase酶能将DNA切割形成DNA片段，Caspase酶能将细胞内蛋白降解成多肽，导致细胞裂解形成凋亡小体，进而被吞噬细胞吞噬清除。
资料二：通俗地说，细胞自噬就是细胞“吃掉”自身的结构和物质。在一定条件下，细胞可通过溶酶体的作用，分解衰老、损伤的细胞器，吞噬并杀死侵入细胞的病毒或细菌，其局部过程如下图所示。
必修1 P126：请结合资料比较细胞自噬和细胞凋亡
请比较二者的区别与联系：区别：①形态学上的区别：凋亡会使细胞膜内陷形成凋亡小体，最后细胞解体；自噬是形成双层膜的自噬泡，包裹细胞质内的物质，然后与 融合消化掉内容物。②生理意义上的区别：凋亡 (填“一定”或“不一定”)引起细胞死亡；自噬 (填“一定”或“不一定”)引起细胞死亡。联系：有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。
考向　细胞衰老与细胞死亡的分析1.科学家对于衰老起因的研究仍在摸索前行，《衰老生物学》中将衰老的定义修正为“衰老是由时间推移，以及与环境相互作用而引起的分子、细胞和机体结构与功能的随机改变，衰老增加死亡的可能性”。下列说法正确的是( )A.衰老细胞的细胞膜通透性降低，物质运输能力也减弱B.细胞的死亡不利于机体更好地实现自我更新C.胚胎发育过程中，细胞会衰老，但不会凋亡D.细胞衰老后可通过细胞自噬将其清除，这与细胞内溶酶体有关
解析：衰老细胞的细胞膜通透性改变(不一定是降低)，物质运输能力也减弱，A错误；通过细胞凋亡清除衰老的细胞，即导致衰老的细胞的死亡，有利于机体更好地实现自我更新，细胞凋亡也属于细胞死亡，B错误；胚胎发育过程中，有的细胞会衰老，有的细胞会凋亡，C错误。
2.细胞凋亡对于多细胞生物维持机体内部环境稳定、抵御外界各种因素干扰具有非常重要的作用。下图表示细胞凋亡过程中的系列变化，下列相关叙述错误的是（ ）
A.细胞凋亡既受基因调控、又受环境影响，是正常细胞必经的生命历程B.细胞凋亡过程不发生细胞膜的破裂，细胞膜仍具一定流动性C.细胞凋亡产生的凋亡小体会引起炎症反应，导致组织损伤D.细胞凋亡过程紊乱可能导致良性肿瘤和恶性肿瘤的发生
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，既受基因调控、又受环境影响，是正常细胞必经的生命历程，A正确；细胞凋亡产生的凋亡小体没有发生细胞膜的破裂，细胞膜仍然具有流动性，凋亡小体更易被吞噬细胞吞噬分解，不会引起炎症反应，B正确、C错误；细胞凋亡过程紊乱会导致细胞无限增殖，从而导致良性肿瘤和恶性肿瘤的发生，D正确。
3.细胞自噬是指细胞将自身受损、衰老的细胞器及蛋白质等通过溶酶体降解的过程。细胞自噬能通过激活原癌基因过度表达和抑制p53基因表达来促发肝癌。下图中的甲、乙、丙过程分别对应细胞自噬中的微自噬、巨自噬和分子伴侣介导型自噬三种类型，且研究发现丙过程的活性与溶酶体膜上可利用的受体蛋白LAMP－2a的数量呈正相关。下列相关说法正确的是（ ）A.细胞自噬会导致肝癌细胞中的原癌基因　和p53基因发生突变B.自吞小泡是由内质网或高尔基体的双层　膜脱落后形成的C.丙过程中待清除的蛋白质需要经过受体蛋　白LAMP—2a介导才能进入溶酶体内D.细胞自噬与细胞坏死不存在本质区别
解析：分析题图可知：图中表示细胞自噬的三种方式，其中方式甲是溶酶体直接胞吞颗粒物；方式乙是先形成自吞小泡，自吞小泡再与溶酶体融合；方式丙为蛋白质与分子伴侣结合后通过溶酶体上的膜蛋白进入溶酶体。细胞自噬能通过激活原癌基因过度表达和抑制p53基因表达来促发肝癌，基因没有发生突变，A错误；自吞小泡是由内质网或高尔基体的单层膜脱落后形成的，B错误；
解析：根据题干信息“丙过程的活性与溶酶体膜上可利用的受体蛋白LAMP－2a的数量呈正相关”可知丙过程中待清除的蛋白质需要经过受体蛋白LAMP－2a介导才能进入溶酶体，C正确；细胞坏死是被动的病理性死亡，对机体是有害的；细胞自噬是指细胞将自身受损衰老的细胞器及蛋白质等通过溶酶体降解的过程，对机体是有利的，二者有着本质的区别，D错误。
1.细胞的衰老和凋亡是生物体异常的生命活动(　　)2.被病原体感染后细胞的死亡属于细胞坏死(　　)3.被病原体感染的细胞的清除属于细胞凋亡(　　)
4.衰老细胞内染色质收缩影响DNA的复制和转录(　　)5.细胞凋亡受基因调控，不利于个体生长发育(　　)6.细胞毒性T细胞裂解含有病毒的组织细胞的过程属于细胞凋亡(　　)7.衰老的细胞相对表面积变大，但物质交换效率降低(　　)