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第12讲　细胞的分化、衰老、凋亡与癌变
课程内容 核心素养——提考能
1.说明细胞分化。2.说明细胞的全能性。3.探讨细胞的衰老和死亡与人类健康的关系。4.说出癌细胞的主要特征，讨论恶性肿瘤的防治。5.搜集有关干细胞研究进展和应用的资料。6.搜集恶性肿瘤防治方面的资料。 生命观念 通过讨论细胞的分化、衰老、凋亡、癌变的内容，能较好地理解相关概念并能解释相关问题。
科学思维 通过对分化、衰老、凋亡、癌变等概念进行归纳与概括，形成良好的生活习惯。
社会责任 通过对干细胞和癌变的有关问题分析，养成学以致用，关注科技发展和人体健康的态度。
考点一　细胞的分化与细胞的全能性
1.细胞分化
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。
(3)干细胞：动物和人体内少数具有分裂和分化能力的细胞。
(4)把实例与相应的原理或过程[连线]
1.基因选择性表达机理的模型构建与解读
(1)如图所示，经过有丝分裂、分化得到的心肌细胞、神经细胞和唾液腺细胞中所含遗传物质与亲代细胞的相同(均用A、B、C、D、E代表)。分化时，心肌细胞中A、D基因处于活跃状态(能表达的状态)，神经细胞中C、D基因处于活跃状态，唾液腺细胞中D、E基因处于活跃状态。
(2)由于表达的基因不同，因此指导合成的蛋白质有差异，每种细胞中含有自身特有的蛋白质，如心肌细胞中，A基因指导合成了肌动蛋白；唾液腺细胞中，E基因指导合成了唾液淀粉酶。
(3)细胞中D基因都表达了，这说明D基因指导合成的蛋白质可能是细胞基础生命活动所必需的，如与呼吸作用有关的酶。
2.“三看”法确认细胞“全能性”
3.若用胰岛素基因作探针检测胰岛B细胞、肝细胞、口腔上皮细胞这三类细胞的DNA分子，则其杂交带状况如何？若将探针改作检测胰岛素基因的mRNA，其杂交带状况如何？
提示　这三类细胞中均含胰岛素基因，但该基因只有在胰岛B细胞中才能转录产生mRNA，故用胰岛素基因作探针，三类细胞均可形成杂交带，若将探针改为检测胰岛素基因的mRNA，则只有胰岛B细胞能产生杂交带。
教材高考
1.真题重组　判断正误
(1)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，T9D)(　　)
(2)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Ⅲ，T2D)(　　)
(3)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，T6D)(　　)
(4)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，T9A)(　　)
(5)造血干细胞分化形成的红细胞和白细胞寿命不同(2015·海南，T6D)(　　)
提示　(1)√　(2)√　(3)√
(4)×　高度分化的成熟叶肉细胞仍然具有发育成完整植株的潜能。
(5)√
2.深挖教材
(1)教材P119“侧栏思考题”：动物的细胞核为什么具有全能性？可通过什么实验来证实？
提示　它含有保持本物种遗传特性所需要的全套基因，并没有因细胞分化而失去基因，因此，高度分化的细胞核仍然具有全能性。这可以从细胞核移植实验以及其他的实验证据中得到证实。
(2)教材必修1P120“拓展题2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。
　围绕细胞分化考查生命观念
1.(2014·全国卷Ⅱ，2)同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上是不同的，造成这种差异的主要原因是(　　)
A.二者所处的细胞周期不同
B.二者合成的特定蛋白不同
C.二者所含有的基因组不同
D.二者核DNA的复制方式不同
解析　同一动物个体的神经细胞与肌细胞在功能上不同是细胞分化的结果，其实质是基因的选择性表达，合成了特定的蛋白质，从而表现出特定的生理功能，B正确；二者都是高度分化的细胞，均不具有分裂能力，所以二者均没有细胞周期，核DNA也不能进行复制，A、D错误；细胞分化过程中基因组不变，所以二者基因组相同，C错误。
答案　B
2.(2019·北京海淀模拟)研究表明myoD基因在黄颡鱼雌雄成体的心、脑、肌肉等不同组织中均有表达，在肌肉组织中表达量最高。下列分析正确的是(　　)
A.myoD基因在肌肉组织中表达量最高，说明肌肉细胞的分化程度最高
B.心、脑、肌肉细胞中DNA和RNA相同，但蛋白质种类不一定相同
C.myoD基因在雌雄黄颡鱼肌肉中表达量不同，可能导致雌雄个体出现生长差异
D.通过检测组织细胞的myoD基因和呼吸酶基因是否表达，可确定细胞是否分化
解析　不同细胞中基因是选择性表达的，myoD基因在肌肉组织中表达量最高，不能说明该细胞分化程度最高，A错误；心、脑、肌肉细胞中DNA相同，但是RNA和蛋白质是不完全相同的，B错误；myoD基因在雌雄黄颡鱼肌肉中表达量不同，可能导致雌雄个体出现生长差异，C正确；所有细胞中呼吸酶基因都表达，因此不能通过检测组织细胞的呼吸酶基因是否表达确定细胞是否分化，D错误。
答案　C
　围绕细胞的全能性和干细胞考查生命观念及社会责任
3.(新题快递)上海生命科学研究院诱导人成纤维细胞重编程为肝细胞(hiHep细胞)获得成功，hiHep细胞具有肝细胞的许多功能，包括分泌血清白蛋白、积累糖原、代谢药物等。下列相关叙述中错误的是(　　)
A.该项成果表明，分化了的细胞其分化后的状态是可以改变的
B.人成纤维细胞与hiHep细胞的核DNA完全相同
C.人成纤维细胞重编程为hiHep细胞，并未体现细胞的全能性
D.hiHep细胞通过主动运输方式将血清白蛋白运出细胞
解析　血清白蛋白是大分子物质，因此hiHep细胞是通过胞吐的方式将血清白蛋白运出细胞。
答案　D
4.关于人体造血干细胞的叙述，错误的是(　　)
A.造血干细胞与成熟红细胞中的酶存在差异
B.造血干细胞分化为成熟红细胞的过程是可逆的
C.健康成年人的造血干细胞主要存在于其骨髓中
D.造血干细胞分化形成的红细胞和白细胞寿命不同
解析　造血干细胞可增殖分化为成熟红细胞，由于在细胞分化过程中基因的选择性表达，导致造血干细胞与成熟红细胞中的酶存在差异，A正确；造血干细胞分化为成熟红细胞的过程是不可逆的，B错误；健康成年人的造血干细胞主要存在于其骨髓中，C正确；造血干细胞分化形成的红细胞和白细胞寿命不同，是细胞分化的结果，D正确。
答案　B
考点二　细胞的衰老、凋亡和癌变
1.细胞衰老的特征
2.细胞凋亡
3.细胞的癌变
■助学巧记
1.利用数字巧记细胞衰老的特征
2.“三看法”判断细胞凋亡与细胞坏死
3.细胞癌变的原理与特征的归纳整合
(1)细胞癌变的原理
(2)癌细胞特征的归纳
“不死” 在适宜条件下能无限增殖
“变态” 形态结构发生改变(各种形态―→球形)
“扩散” 细胞表面的糖蛋白减少，细胞间黏着性降低，易在体内扩散和转移
研究发现，青蒿素能抗癌，并有可能彻底改变癌症的治疗方法。研究人员从青蒿中提取出青蒿素，加入细胞培养液中培养人乳腺癌细胞，检测青蒿素对癌细胞增殖的影响。青蒿素浓度和实验结果如图1所示。
(1)此实验中还应有一组对照实验，应做怎样的处理？
提示　培养液中不添加青蒿素。
(2)图1结果说明了什么？
提示　青蒿素能抑制人乳腺癌细胞(癌细胞、肿瘤细胞)的增殖，且青蒿素作用的效果受青蒿素的浓度和作用时间的影响。
(3)研究发现，人体内大多数癌细胞都表现出较高的端粒酶活性。选用青蒿素浓度为40(μg·mL－1)的培养液培养癌细胞，测定端粒酶活性，结果如图2所示。综合两个实验结果，可以得出什么结论？
提示　青蒿素通过抑制端粒酶的活性来抑制乳腺癌细胞(癌细胞、肿瘤细胞)的增殖。
教材高考
1.真题重组　判断正误
(1)当细胞衰老时，其细胞膜的通透性会发生改变(2014·全国Ⅰ，T1B)(　　)
(2)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Ⅲ，T2D)(　　)
(3)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Ⅲ，T2C)(　　)
(4)动物细胞间的黏着性与细胞膜上的糖蛋白有关(2014·全国Ⅱ，T1B)(　　)
提示　(1)√　(2)√
(3)×　癌细胞是营异养生活的。
(4)√
2.深挖教材
(1)教材P123“资料搜集和分析”：评价一个国家步入社会老龄化的依据是什么？
提示　60岁以上人口所占比例达到或超过总人口的10%，或者65岁以上人口达到或超过总人口的7%。
(2)教材P127“资料分析”：说出不恰当饮食引发癌症的原因。
提示　发霉的、熏制的、烧烤的以及高脂肪的食品中含有较多的致癌物质，如黄曲霉素、亚硝酸盐等。
　围绕细胞的衰老与凋亡考查生命观念
1.(2018·11月浙江选考)人体细胞凋亡和衰老是细胞生命活动的必然规律。下列叙述正确的是(　　)
A.细胞凋亡仅发生在衰老细胞中
B.细胞凋亡由机械损伤引发
C.衰老细胞中所有酶的活性降低
D.衰老细胞的有氧呼吸变慢
解析　细胞凋亡发生在生物体的整个生命进程中，A错误；细胞凋亡是由基因决定的细胞编程性死亡，并非由机械损伤引发，B错误；衰老细胞中许多酶活性下降，但并非所有酶的活性降低，C错误；衰老细胞中由于细胞呼吸相关酶活性下降，有氧呼吸变慢，D正确。
答案　D
2.(2019·山东临沂模拟)细胞凋亡与细胞坏死是两个不同的过程，如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A.细胞凋亡是由基因控制的，对生物的个体生长发育和机体稳态的维持具有重要作用
B.细胞坏死最终细胞以细胞膜破裂、胞浆外溢而死亡
C.吞噬细胞吞噬凋亡小体与溶酶体有关
D.在成人体内，被病原体感染的细胞的清除是通过细胞坏死实现的
解析　细胞凋亡是由基因控制的，对生物的个体生长发育和机体稳态的维持具有重要作用。由图可知，细胞坏死是细胞膜被破坏、胞浆外溢造成死亡。吞噬细胞吞噬凋亡小体后在细胞内的溶酶体中将其消化。成人体内，被病原体感染的细胞的清除是通过细胞凋亡实现的。
答案　D
　围绕细胞的癌变考查生命观念与社会责任
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。有关癌细胞特点的叙述错误的是(　　)
A.细胞中可能发生单一基因突变，细胞间黏着性增加
B.细胞中可能发生多个基因突变，细胞的形态发生变化
C.细胞中的染色体可能受到损伤，细胞的增殖失去控制
D.细胞中遗传物质可能受到损伤，细胞表面的糖蛋白减少
解析　根据大量的病例分析，癌症的发生并不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生5～6个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征，这是一种累积效应；癌细胞中遗传物质可能受到损伤，细胞表面的糖蛋白减少使得癌细胞之间的黏着性显著降低，A错误、D正确；癌细胞的形态结构发生显著变化，细胞中可能发生多个基因突变，B正确；癌细胞中的染色体可能受到损伤，癌细胞具有无限增殖能力，C正确。
答案　A
4.研究者将乳腺细胞(M)诱导成为乳腺癌细胞(记为Me)，研究细胞癌变后的代谢水平变化(如图所示)，其中图2是在培养液中加入线粒体内膜呼吸酶抑制剂后测得的相关数据。下列分析正确的是(　　)
A.M中的原癌基因和抑癌基因选择性表达导致Me产生
B.M对该呼吸酶抑制剂的敏感性大于Me
C.Me的线粒体对葡萄糖的摄取能力高于M
D.Me的培养液中酒精含量要高于M的培养液
解析　乳腺癌细胞(Me)的产生是M中的原癌基因和抑癌基因发生基因突变的结果，A错误；据图2分析，加入线粒体内膜呼吸酶抑制剂后，M数量减少较多，说明M对该呼吸酶抑制剂的敏感性大于Me，B正确；葡萄糖的氧化分解发生在细胞质基质，线粒体没有摄取葡萄糖的能力，C错误；动物细胞无氧呼吸产生的是乳酸，M对呼吸酶抑制剂的敏感性大，因此其培养液中乳酸含量要高于Me的培养液，D错误。
答案　B
澄清易错易混·强化科学思维
[易错易混]
易错点1　对细胞分化理解不清
点拨　(1)分化的细胞不一定不再进行分裂，如B淋巴细胞等，接受抗原刺激后仍可再分裂。
(2)并非所有干细胞都要发生分化。干细胞分裂后一部分细胞发生分化，成为具有特定功能的组织细胞；还有一部分保持分裂能力，用于干细胞本身的自我更新。
(3)同一个体不同类型细胞的RNA不完全相同。同一个体的体细胞中核遗传物质相同，但由于不同细胞选择性表达的基因不完全相同，因而转录生成的RNA及翻译生成的蛋白质不完全相同。
(4)分化程度高的细胞其全能性不一定低。一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达，细胞分化程度越低，全能性越高，但卵细胞的分化程度较高，其全能性也较高。
(5)分化不会改变遗传物质。细胞分化是基因的选择性表达，不会导致遗传物质改变。已分化的细胞都含有保持该物种遗传性所需要的全套遗传物质，因而都具有全能性。
易错点2　对细胞分化与全能性表达的标志把握不准
点拨　 (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”。
易错点3　对原癌基因、抑癌基因与癌细胞的关系理解不清
点拨　人和动物细胞的染色体上本来就存在着与癌有关的基因——原癌基因和抑癌基因。环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因发生基因突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。根据大量的病例分析，癌症的发生并不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生5～6个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征，这是一种累积效应。
[深度纠错]
1.(针对易错点1)下列关于细胞分化的叙述，错误的是(　　 )
A.从个体水平分析，分化是生物个体发育的基础
B.从细胞水平分析，细胞功能趋向专门化
C.从细胞器水平分析，细胞器数目可发生改变
D.从分子水平分析，分化的本质是DNA发生改变
解析　细胞分化是生物个体发育的基础，A项不符合题意；细胞分化使细胞功能趋向专门化，B项不符合题意；细胞分化会产生不同的细胞、组织和器官，细胞中的细胞器数目可发生改变，C项不符合题意；细胞分化是基因的选择性表达，其DNA没有发生改变，D项符合题意。
答案　D
2.(针对易错点2)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.紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映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基因，而配子也具有这样的全套基因，同样具有全能性，A错误；植物细胞表现出全能性的前提条件是离体，B正确，植物体内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错误；种子是器官，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错误；细胞表达全能性的前提是处于离体状态，B正确。
答案　B
3.(针对易错点3)导致正常细胞发生癌变的根本原因是(　　)
A.染色体上存在原癌基因
B.致癌因子导致原癌基因和抑癌基因发生突变
C.原癌基因和抑癌基因协调表达
D.原癌基因和抑癌基因以外的其他基因突变
解析　正常细胞的染色体上存在原癌基因，A错误；致癌因子引起原癌基因和抑癌基因发生突变，从而导致正常细胞的分裂和生长失控而变成癌细胞，B正确；细胞癌变是原癌基因和抑癌基因突变，不能正常表达的结果，C错误，D错误。
答案　B
随堂·真题&预测
1.(2018·11月浙江选考)下列关于细胞癌变与癌细胞的叙述，正确的是(　　)
A.癌细胞的分裂失去控制，但其增殖是有限的
B.癌细胞表面糖蛋白的增加，使其易扩散转移
C.有些物理射线可诱发基因突变，导致细胞癌变
D.癌变是细胞异常分化的结果，此分化大多可逆
解析　本题考查的是癌细胞的主要特征和引起细胞癌变的因素。癌细胞是由正常细胞转化而来的，最重要的特点是无限增殖，A错误；癌细胞表面的糖蛋白很少或缺失，所以癌细胞容易在组织间转移，B错误；引起癌变的致癌因素有物理因素(各种射线)、化学因素(许多种无机或有机化合物—如吸烟时烟雾中的物质)、生物因素(许多病毒)，C正确；正常细胞发生突变而成为癌细胞的过程称为癌变，细胞的癌变可看作是细胞异常分化的结果，正常情况下，细胞分化是不可逆的，D错误。
答案　C
2.(2016·全国卷Ⅱ，1)在细胞的生命历程中，会出现分裂、分化等现象。下列叙述错误的是(　　)
A.细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献
B.哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞
C.细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果
D.通过组织培养可将植物叶肉细胞培育成新的植株
解析　细胞增殖是重要的细胞生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础，而细胞增殖的主要方式是有丝分裂，A正确；哺乳动物的造血干细胞是已经分化的多能干细胞，B错误；细胞分化的实质是：在个体发育中，在遗传物质的控制下合成特异性蛋白质的过程，即细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果，C正确；植物细胞具有全能性，借助植物组织培养技术，可将离体的植物叶肉细胞培育成新的植株，D正确。
答案　B
3.(2015·全国卷Ⅱ，2)端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。下列叙述正确的是(　　)
A.大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒
B.端粒酶中的蛋白质为RNA聚合酶
C.正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNA
D.正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长
解析　依据端粒学说，端粒酶存在于染色体的两端，大肠杆菌无染色体，A错误，C正确；依据端粒酶以自身RNA为模板合成端粒DNA判定端粒酶应该是逆转录酶而非RNA聚合酶，B错误；正常细胞的端粒DNA序列在每次分裂后会缩短一截，D错误。
答案　C
4.(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　D
5.(2020·选考预测)2018年诺贝尔生理学或医学奖授予了美国的詹姆斯·艾利森(James P Allison)与日本的本庶佑(Tasuku Honjo)，以表彰他们发现了负性免疫调节治疗癌症的疗法。下列有关癌细胞与免疫的说法，正确的是(　　)
A.与正常细胞相比，癌变细胞中自由水含量会减少，彼此之间的黏着性降低
B.致癌因子会导致原癌基因和抑癌基因发生突变，使正常细胞变成癌细胞
C.机体的免疫系统对自身癌变细胞无法监控和清除，所以癌细胞能够无限增殖
D.对体外培养的癌细胞使用低剂量的秋水仙素处理较短时间，将使其不再进行分裂
解析　癌变细胞可快速生长、分裂，细胞代谢旺盛，细胞内自由水含量一般不会减少，A错误；癌细胞形成的原因是致癌因子导致原癌基因和抑癌基因发生突变，B正确；机体免疫系统具有监控和清除的功能，能够对自身癌变细胞进行监控和清除，C错误；秋水仙素可抑制纺锤体的形成，诱导细胞染色体加倍，加倍后的细胞仍可能具有分裂能力，D错误。
答案　B
(时间：35分钟)
1.(2019·山东省实验中学一诊)航天员景海鹏和陈冬天在天宫二号空间实验室进行实验时发现，生菜种子能够萌发并发育成具有根、茎、叶的幼苗。这说明在太空生菜种子萌发成幼苗的过程中能发生(　　)
A.受精作用 B.细胞分化
C.减数分裂 D.性状分离
解析　生菜种子萌发过程中并没有发生受精作用，也没有发生减数分裂，A、C错误；细胞分化是生物个体发育的基础，生菜种子能够萌发并发育成具有根、茎、叶的幼苗，这说明在太空生菜种子萌发成幼苗的过程中能发生细胞分化，B正确；生菜种子萌发过程中细胞通过有丝分裂增殖，该过程中不会发生等位基因的分离，所以也就不会发生性状分离，D错误。
答案　B
2.(2019·山东淄博模拟)下列有关细胞分化和细胞衰老的叙述，错误的是(　　)
A.细胞分化导致不同功能的细胞中RNA和蛋白质种类发生差异
B.细胞分化使机体细胞功能趋向专门化，有利于提高生理功能的效率
C.衰老细胞呼吸速率减慢，核体积减小，染色质染色加深
D.细胞分化和细胞衰老贯穿于多细胞生物个体发育的全过程
解析　衰老细胞呼吸速率减慢，细胞核体积变大，核膜内折，染色质收缩，染色加深。
答案　C
3.(2019·北京海淀模拟)下图为进行有性生殖生物的生活史示意图，下列说法正确的是(　　)
A.①过程精子和卵细胞结合使同源染色体联会
B.②过程由于细胞分化使细胞全能性丧失
C.②过程不会发生细胞的衰老、凋亡和死亡
D.③过程基因重组是生物多样性的重要原因
解析　联会发生在减数第一次分裂过程中，而①过程为精子和卵细胞的受精作用，不会发生同源染色体联会，A错误；②个体发育过程存在细胞的增殖、分化，细胞全能性没有丧失，B错误；②个体发育过程存在细胞的衰老、凋亡和死亡，C错误；③为减数分裂产生配子的过程，由于该过程基因能重组，形成的配子组合具有多样性，而导致生物具有多样性，D正确。
答案　D
4.(2019·北京石景山模拟)细胞凋亡诱导因子(AIF)是线粒体内膜上的跨膜蛋白，当细胞受到辐射等外界刺激因子作用后，AIF释放到细胞质，然后进入细胞核，使DNA断裂并最终诱发细胞凋亡。下列叙述错误的是(　　)
A.没有辐射等刺激，细胞不能合成AIF
B.细胞凋亡的过程受相关基因控制
C.DNA断裂可能导致部分RNA聚合酶识別位点缺失
D.正常细胞受到大剂量辐射后细胞核内AIF蛋白的含量会增加
解析　细胞凋亡诱导因子(AIF)是线粒体内膜上的跨膜蛋白，没有辐射等刺激，细胞也能合成AIF。
答案　A
5.(2019·山东烟台模拟)下列关于细胞的分化、衰老、凋亡和癌变的叙述，正确的是(　　)
A.在成熟生物体中，被病原体感染的细胞的清除，是通过细胞凋亡完成的
B.恶性肿瘤细胞有无限增殖的特性，所以不会被化疗药物杀死
C.细胞的分化程度越高，全能性越强
D.线虫发育过程中细胞数量减少，是细胞衰老死亡的结果
解析　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，是通过细胞凋亡完成的，A正确；恶性肿瘤细胞容易转移、能无限增殖，且适应不良环境的能力强，所以不易被化疗药物杀死，B错误；细胞的分化程度越高，全能性越低，C错误；线虫发育过程中细胞数量减少，是细胞分化、衰老、凋亡的结果，D错误。
答案　A
6.(2019·山东威海模拟)近日，来自华盛顿大学医学院的研究人员将两种小RNA和其他转录因子加入培养液中，成功将来自健康成年人机体中的皮肤细胞直接转化成了运动神经元。运动神经元能够驱动肌肉收缩，其损伤会导致脊肌萎缩症等严重疾病，最终致人瘫痪甚至早亡。下列有关说法正确的是(　　)
A.该研究中皮肤细胞表现出了全能性
B.RNA和转录因子使皮肤细胞的遗传物质发生改变
C.该转化过程中蛋白质种类和数量未发生改变
D.这种技术能帮助开发新型疗法来治愈神经退行性疾病
解析　根据提供信息分析，该研究只是将皮肤细胞直接转化成了运动神经元，并没有形成完整的个体，因此不能体现细胞的全能性，A错误；RNA和转录因子使皮肤细胞的遗传物质选择性表达，但是遗传物质并没有改变，B错误；该转化过程中蛋白质种类和数量都发生了改变，C错误；根据题干中神经元的功能分析可知，这种技术能帮助开发新型疗法来治愈神经退行性疾病，D正确。
答案　D
7.如图表示细胞内发生的一系列重大生命活动，请据图回答下列问题：
(1)对人体来说，在A、B、C、D、E五项生命活动中，有积极意义的是　　　　　　　　。
(2)B过程表示一个细胞增殖的后代，在形态、结构和功能上发生　　　　　　的过程。
(3)在真核生物中，A过程的方式可能有___________________________________
(4)在细胞有丝分裂末期染色体的动态变化是指　　　　　　　　　　　　，在高度分化的生物体细胞中基因表达的特点是　　　　　　。
(5)由于某种原因，正常细胞发生了D过程，细胞中的遗传物质是否发生变化？　　　　。
解析　(1)对于人体来说，细胞分化、细胞分裂、细胞衰老和细胞凋亡都属于正常的生命历程，对有机体是有利的，因此图中对生命活动有积极意义的是A、B、C、E。
(2)B为细胞分化，指一个细胞增殖的后代，在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程，其实质是基因的选择性表达。
(3)A为细胞分裂，真核生物细胞分裂方式有：有丝分裂、减数分裂和无丝分裂。
(4)有丝分裂末期，染色体解螺旋化形成染色质；高度分化的生物体细胞中基因是选择性表达的。
(5)D为细胞癌变，是基因突变的结果，说明细胞癌变过程中，遗传物质发生了改变。
答案　(1)A、B、C、E　(2)稳定性差异　(3)有丝分裂、无丝分裂和减数分裂
　(4)染色体解螺旋形成染色质　选择性表达　(5)是
8.(2019·北京通州模拟)肥胖对人类健康的影响日益严重，多数肥胖者难以抵御食物的诱惑。科学家提出了两种不同的观点来解释这一现象，观点①：肥胖者拥有较多的味蕾，且味蕾敏感度高，能产生比正常人更多的愉悦感；观点②：肥胖者比正常人味蕾少，敏感度低，需要摄入更多的食物，才能获得与正常人同等的愉悦感。为了检验两种观点的合理性，科学家利用小鼠进行了相关实验，实验记录如下表(表中数值均是与对照组比的相对值)：
0天 20天 40天 60天 80天
A组体重正常小鼠 正常饲料 进食量 1 1 1 1 1
舌味蕾数 1 1 1 1 1
B组快速催肥小鼠 正常饲料 进食量 1.09 1.23 1.36 1.52 1.70
舌味蕾数 0.97 0.94 0.81 0.65 0.45
(1)实验数据支持了观点　　　　。为了探究小鼠味蕾数量减少是肥胖导致的，还是进食量增加导致的，研究人员设计了一项巧妙的实验：选取具有抗肥胖基因的小鼠，填喂与　　　　(填“ A组”或“B组”)等量的正常饲料，结果这批小鼠没有出现　　　　的现象，说明味蕾减少的原因是肥胖导致的。实验中设置对照组的目的是___________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)进一步研究发现，肥胖小鼠味蕾细胞减少的原因有两个方面：一方面是在积极的控制下，　　　　的细胞增多；另一方面是干细胞通过　　　　　　形成新的味蕾细胞的速率下降，导致肥胖小鼠的味蕾细胞逐渐减少。
解析　(1)据表中数据可知，快速催肥小鼠与对照组相比，进食量增加的同时，舌味蕾数下降，实验数据支持观点②。本实验的自变量是正常体重小鼠与肥胖小鼠的比较，实验中设置对照组的目的是排除除了肥胖以外的其他因素对本实验结果的影响。探究小鼠味蕾数量减少是肥胖导致的，还是进食量增加导致的，选取具有抗肥胖基因的小鼠，可填喂与B组等量的正常饲料，使之进食量增加。这批小鼠由于含有抗肥胖基因不会出现肥胖现象，若味蕾减少的原因是肥胖导致的，则它们不会出现味蕾减少的现象。
(2)肥胖小鼠味蕾细胞减少的原因，可从味蕾细胞的来源和去路两个角度考虑分析，凋亡的味蕾细胞增多会使原有的味蕾细胞减少，干细胞通过细胞分裂和细胞分化形成新的味蕾细胞的速率下降，也会导致肥胖小鼠的味蕾细胞逐渐减少。
答案　(1)②　B组　味蕾减少　排除除了肥胖以外的其他因素对本实验结果的影响(其他合理答案均可)　(2)凋亡　分裂和分化
9.(2019·山东青岛模拟)下图表示某生物纯合个体(2N＝8)的细胞分裂、分化示意图，下列叙述错误的是(　　)
A.仅过程①③发生了核DNA分子的复制
B.过程①能发生染色体结构与数目变异
C.过程②形成的细胞其蛋白质不完全相同
D.过程③A、a形成的原因可能是基因重组
解析　据图可知，过程①是有丝分裂，过程③是减数分裂，在细胞分裂的间期发生了DNA的复制，A正确；在有丝分裂中能发生染色体结构与数目变异，B正确；过程②是细胞分化，细胞分化是基因选择性表达的结果，分化后的细胞的蛋白质不完全相同，C正确；据题意可知某生物体为纯合体，因此过程③A、a形成的原因可能是基因突变，D错误。
答案　D
10.(2019·山师附中模拟)2018年3月14日物理学家霍金去世，他曾经患有肌肉萎缩性侧索硬化症即“渐冻症”。有研究表明该病是由于突变的基因使神经元合成了某种毒蛋白，从而阻碍了轴突内营养物质的流动；也有最新研究结果表明，利用诱导多功能干细胞(iPS细胞)制作前驱细胞，然后移植给渐冻症实验鼠，能延长其寿命。下列相关描述错误的是(　　)
A.将控制合成破坏运动神经元的毒蛋白基因替换，可以起到一定的治疗作用
B.植入神经干细胞，使受损的运动功能得到恢复，也可以起到一定的治疗作用
C.诱导多功能干细胞分化成多种细胞中核遗传物质不完全相同
D.诱导多功能干细胞的分化实质是基因的选择性表达，细胞种类增多
解析　替换毒蛋白基因，导致神经元不能合成破坏神经元的毒蛋白，从而达到治疗的目的，A正确；植入神经干细胞，可增殖分化形成相应的运动神经元，使受损的运动功能得到恢复，B正确；诱导多功能干细胞分化成多种细胞属于细胞分化过程，细胞分化的实质是基因的选择性表达，细胞中的遗传物质不变，C错误，D正确。
答案　C
11.(2019·山东济南模拟)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.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
D.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
解析　由于癌细胞的形态结构会发生显著变化，所以可用显微镜观察癌细胞的形态变化，初步了解Art对癌细胞的影响，A正确；在癌细胞培养液中加入用放射性同位素标记的Art，如果细胞内含有放射性，则可确定Art已进入细胞，B正确；用凋亡蛋白Q饲喂患癌鼠，由于消化道内蛋白酶的分解作用，凋亡蛋白Q被水解成氨基酸而失去作用，因而不能确定该蛋白能否在动物体内诱导癌细胞凋亡，C错误；生物实验的原则之一是对照原则，所以为检测Art对凋亡蛋白Q表达的影响，需要设置不含Art的对照实验，进行对照，以便得出结论，D正确。
答案　C
12.(2019·山东枣庄模拟)核心物质β－1，3－D－葡聚糖能强烈抗肿瘤，在诱导凋亡过程中，能促进bax基因表达，抑制bcl－2基因表达，同时促进TNF分泌，从而诱导肿瘤自然凋亡。以下叙述正确的是(　　)
A.细胞癌变使原癌基因发生了突变，抑癌基因正常
B.bax基因和bcl－2基因表达产物的增加都能加速肿瘤细胞凋亡
C.β－1，3－D－葡聚糖诱导肿瘤细胞凋亡时，只有凋亡基因表达
D.β－1，3－D－葡聚糖和TNF可能具有促进免疫细胞的免疫能力
解析　细胞癌变是因为原癌基因和抑癌基因均发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞，A错误；根据题意可知，在诱导凋亡过程中，β－1，3－D－葡聚糖能促进bax基因表达，抑制bcl－2基因表达，从而诱导肿瘤自然凋亡，由此可推知，bax基因表达产物的增加，bcl－2基因表达产物的减少，都能加速肿瘤细胞凋亡，B错误；β－1，3－D－葡聚糖具有强烈抗肿瘤活性，诱导肿瘤细胞凋亡时，相关凋亡基因及细胞代谢所必需的基因均表达，C错误；β－1，3－D－葡聚糖能强烈抗肿瘤，同时促进TNF分泌，由此可推知，β－1，3－D－葡聚糖和TNF可能具有促进免疫细胞的免疫能力，D正确。
答案　D
13.(2019·北京四中模拟)著名科学家奥托·瓦博格提出，“为什么癌细胞大量消耗葡萄糖却不能高效产能？”该疑问被称为“瓦博格效应”。为解决该疑问，科学家对大量癌细胞做了研究。请据此回答下列问题：
(1)由于无氧呼吸产能相对较少，有科学家提出“瓦博格效应”是由缺氧导致的。为验证该结论，科学家将癌细胞放入克服上述条件的情况下培养，发现　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，因此，否定了该推论。
(2)研究发现，癌细胞会选择性地抑制线粒体上丙酮酸载体(MPC)或使其部分缺失，从而间接抑制有氧呼吸第　　　　阶段，同时可推断癌细胞所需能量主要来自细胞呼吸第　　　　阶段。
(3)进一步研究发现，癌细胞线粒体上丙酮酸载体(MPC)受抑制或部分缺失会激活癌细胞无限增殖，为验证该结论，可将　　　　　　　　　　　　重新引入癌细胞，对该癌细胞进行培养，若　　　　　　　　　　　　　　　　，则符合该推论。
解析　(1)根据题干信息分析，要否定“‘瓦博格效应’是由缺氧导致的”推论，可将癌细胞放入氧气充足条件下培养，如果癌细胞依然不能高效产能，说明此推论不成立。
(2)癌细胞选择性地抑制线粒体上丙酮酸载体(MPC)或使其部分缺失，将影响有氧呼吸第二、三阶段，同时可推断癌细胞所需能量主要来自细胞呼吸第一阶段。
(3)据题干信息分析，为验证该结论，可将线粒体上丙酮酸载体(MPC)重新引入癌细胞，对该癌细胞进行培养，若癌细胞增殖受抑制或不增殖，则符合该推论。
答案　(1)(氧气充足条件下)癌细胞依然不能高效产能
(2)二、三　一　(3)线粒体上丙酮酸载体(MPC)　癌细胞增殖受抑制或者不增殖
亮剑高考8　细胞分化、衰老、凋亡、癌变与人体健康
(时间：15分钟)
[规律方法]
[方法体验]
1.近日，来自华盛顿大学医学院的研究人员将两种RNA和其他转录因子加入培养液中，成功将取自健康成年人的皮肤细胞直接转化成了运动神经元。运动神经元能够驱动肌肉收缩，其损伤会导致脊肌萎缩症等严重疾病，最终致人瘫痪甚至死亡。下列有关说法正确的是(　　)
A.该研究中皮肤细胞表现出了全能性
B.RNA和其他转录因子使皮肤细胞的遗传物质发生改变
C.该转化过程中蛋白质种类和数量未发生改变
D.这种技术能帮助开发新型疗法来治愈神经退行性疾病
解析　细胞的全能性是指已经分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能，而该研究中皮肤细胞转化成运动神经元，只发生了细胞分化，未表现出全能性，A错误；由题干信息可知，RNA和其他转录因子使皮肤细胞转化成运动神经元，即发生了细胞分化，其实质是基因的选择性表达，该过程没有改变其遗传物质，但细胞中的蛋白质种类和数量发生了改变，B、C错误；神经退行性疾病主要是由运动神经元功能丧失引起的，依据题干信息，RNA和其他转录因子可诱导皮肤细胞转化成运动神经元，故该技术将有助于神经退行性疾病的治疗，D正确。
答案　D
2.自由基学说是大家普遍接受的解释细胞衰老的假说之一，如图表示了这一学说的内容，下列有关叙述错误的是(　　)
A.人的受精卵发育到胚胎过程中不会产生衰老的细胞
B.自由基会引起原癌基因和抑癌基因等基因发生突变
C.自由基会使细胞膜受损进而影响物质进出、能量转换和信息交流
D.细胞衰老过程中也会有基因选择性表达过程，且部分酶的活性会增加
解析　人的受精卵发育到胚胎过程中会产生衰老的细胞，A错误；图中产生的自由基会引起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而变成癌细胞，B正确；自由基可以使细胞膜受损，使机体处于亚健康状态，而细胞膜具有控制物质进出、能量转换和信息交流的功能，C正确；细胞衰老是细胞正常的生命历程，与基因控制有关，衰老时细胞内多种酶的活性会降低，但部分与衰老有关酶的活性会增加，D正确。
答案　A
3.细胞凋亡与细胞坏死是两个不同的过程，如下图所示。下列有关叙述错误的是(　　)
A.细胞凋亡是基因控制的，对生物的个体生长发育和机体稳态的维持具有重要作用
B.细胞坏死最终以细胞膜破坏，胞浆外溢而死亡，往往会引起组织炎症
C.吞噬细胞吞噬消化凋亡小体以及清除被病原体感染的细胞都与溶酶体有关
D.吞噬细胞吞噬消化凋亡小体以及清除被病原体感染的细胞不能体现细胞膜的信息交流功能
解析　细胞凋亡是细胞编程性死亡，对生物的个体生长发育和机体稳态的维持具有重要作用，A正确；图中细胞坏死最终表现为细胞膜破坏，内容物释放，引发炎症，B正确；溶酶体中含有多种水解酶，能消化凋亡小体以及清除被病原体感染的细胞，C正确；吞噬细胞清除被病原体感染的细胞，与糖蛋白的识别有关，能体现细胞膜的信息交流功能，D错误。
答案　D
4.近期，《自然》证实基因甲基化缺失是致癌的重要原因，基因甲基化是指在基因调控过程中，基因内部的甲基基团通过酶的作用激活基因，使其表达出相应的蛋白质。若甲基基团缺失，则基因表达出异常的蛋白质，可导致细胞癌变。下列相关说法正确的是(　　)
A.体细胞内的基因都会发生甲基化
B.基因表达时以解旋后的任意一条链作为转录的模板链
C.甲基基团缺失可能导致原癌基因和抑癌基因发生突变
D.癌细胞内的基因甲基化明显
解析　由题意可知，基因甲基化发生在基因调控过程中，则体细胞内的基因并非都会发生甲基化，A错误；基因表达时，模板链是特定的，B错误；由题干信息可知，若甲基基团缺失，可导致细胞癌变，故可推测甲基基团缺失可能使原癌基因和抑癌基因发生突变，C正确；癌细胞内甲基基团缺失，因此基因甲基化并不明显，D错误。
答案　C
5.“清除衰老细胞”被美国《科学》杂志评为2016年十大科学突破之一，清除衰老细胞对延缓机体衰老、防治癌症具有重大意义。下列关于细胞的分化、衰老、凋亡、癌变的叙述错误的是(　　)
A.细胞代谢产生的自由基会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子导致细胞衰老
B.若某细胞中存在胰岛素基因，证明该细胞已分化
C.细胞凋亡，有的基因活动加强，有利于个体的生长发育
D.细胞癌变的过程中，细胞膜成分发生改变，有的产生甲胎蛋白、癌胚抗原等物质
解析　自由基是异常活泼的带电分子或基团，会攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子，导致细胞衰老，A正确；人体所有正常细胞均有胰岛素基因，因此不能证明该细胞已分化，若检测到胰岛素基因转录的mRNA或胰岛素，则证明该细胞已分化，B错误；细胞凋亡，有的基因(如控制水解酶合成的基因)活动加强，有利于个体的生长发育，C正确；细胞癌变的过程中，细胞膜有的产生甲胎蛋白、癌胚抗原等物质，D正确。
答案　B
6.如图显示成纤维细胞在调控过程中的定向转化，关于①②③过程中细胞发生的变化，下列描述正确的是(　　)
A.①过程中可发生的变异类型有基因突变、基因重组、染色体变异
B.由图可知细胞分化是可逆的
C.在③过程中，细胞的遗传物质发生了改变
D.成纤维细胞中的蛋白质与神经细胞中的完全不同
解析　①有丝分裂过程中可发生的变异类型有基因突变、染色体变异，A错误；图示在人工调控过程中，成纤维细胞经处理，变成了干细胞，最终又被定向诱导成神经细胞，实现了可逆，B正确；③过程为细胞分化过程，遗传物质并未发生改变，C错误；成纤维细胞与神经细胞有相同的蛋白质，如呼吸酶等，D错误。
答案　B
7.2018年诺贝尔生理学或医学奖授予了发现癌症免疫疗法的詹姆斯·艾利森和本庶佑。相关研究揭示癌细胞表面的PD－L1蛋白能与T淋巴细胞表面的PD－1结合，关闭T细胞的抗癌反应，从而使癌细胞逃过人体的免疫系统。药物X能抑制上述结合过程，从而起到显著的治疗作用，如图表示该种药物作用后的情况：
(1)细胞癌变是细胞中原癌基因和抑癌基因发生突变的结果，原癌基因的主要功能是　　　　　　　　。人体免疫系统能够及时消灭机体产生的癌细胞体现了免疫系统的　　　　功能。
(2)由图可知，T细胞识别癌细胞是通过　　　　　　　　相结合实现的。癌细胞表面的PI蛋白能与T淋巴细胞表面的PD－1结合依赖于细胞膜具有
　　　　　　　　的功能。
(3)结合图示分析药物X可能的作用机理：_________________________________，
从而恢复T细胞的抗癌反应。
(4)药物X能使T细胞识别癌细胞的能力加强，但同时也可能会出现人体免疫能力过强导致的　　　　病，可通过某些药物进行控制。目前治疗癌症常用的化疗是通过抑制DNA的复制来控制癌细胞增殖，其毒副作用主要体现在　　　　　　。
答案　(1)调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程　监控和清除
(2)T细胞表面受体与癌细胞表面抗原　进行细胞间信息交流
(3)该药物中的PD－1抑制剂(或PD－1抗体)和PD－1结合，阻止PD－1和PD－L1结合；或该药物中的PD－L1抑制剂(或PD－L1抗体)和PD－L1结合，阻止PD－L1与PD－1结合(答出一个途径即可)
(4)自身免疫　会抑制正常细胞的DNA复制，导致正常细胞大量减少

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