资源简介 解密10 细胞的分化、衰老、凋亡及癌变 高考考点考查内容三年高考探源考查频率细胞的全能性与细胞分化1.掌握细胞分化的特点及全能性的特点2.识记细胞衰老和细胞凋亡的本质及特征3.掌握细胞癌变的原因和癌细胞的特征2017江苏卷·182016年新课标II·12016年江苏卷·32016年天津卷·62016年四川卷·7★★★★☆细胞的衰老、凋亡和癌变★★★★☆ 考点1 细胞的全能性与细胞分化1.细胞全能性与细胞分化的比较项目细胞分化细胞全能性原理细胞内基因选择性表达细胞中含有本物种全套遗传物质特点①持久性:细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中,在胚胎时期达到最大限度;②稳定性和不可逆性:一般来说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡;③普遍性:生物界中普遍存在①高度分化的植物体细胞具有全能性;②动物已分化的体细胞全能性受限制,但细胞核仍具有全能性结果形成形态、结构、功能不同的细胞形成新的个体大小比较细胞分化程度有高低之分:体细胞>生殖细胞>受精卵细胞全能性有大小之分:受精卵>生殖细胞>体细胞关系①细胞分化不会导致遗传物质改变,已分化的细胞都含有保持物种遗传特性所需要的全套遗传物质,因而都具有全能性;②一般来说,细胞分化程度越高,全能性越难以表达,细胞分化程度越低,全能性就越高2.“关键点法”区分细胞分化与细胞全能性的表达 【易混易错】(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)细胞分化过程中遵循的中心法则为DNARNA蛋白质,细胞全能性表达过程中所遵循的中心法则为。 调研1 下图表示人体某些细胞的生命历程,下列说法正确的是 A.①②③④过程都能发生转录和翻译B.②③过程中细胞内遗传物质均发生了改变C.病毒侵染丙细胞后使其裂解死亡,这属于细胞凋亡D.与甲相比,乙中细胞与外界环境进行物质交换的效率低【答案】A【解析】①②③④分别代表有丝分裂、细胞分化、细胞癌变和有丝分裂,各过程均有蛋白质的合成,A正确;②③过程中仅细胞癌变过程中遗传物质发生改变,B错误;病毒侵染丙细胞后使其裂解死亡属于细胞坏死,C错误;与甲相比,乙中细胞体积较小,相对表面积较大,与外界环境进行物质交换的效率较高,D错误。调研2 下列关于细胞分化的叙述正确的是A.细胞分化既能使细胞数目增加,也能使细胞种类增加B.细胞分化会导致种群基因频率的改变C.花药离体培养成植株体现了体细胞的全能性D.不同细胞中遗传信息的执行情况是不同的【答案】D 考点2 细胞的衰老、凋亡和癌变1.细胞分化、衰老、凋亡、坏死与癌变的比较实质特点结果与意义细胞分化基因的选择性表达①持久性;②普遍性;③稳定性和不可逆性产生各种不同的组织、器官细胞衰老内因和外因共同作用的结果①酶活性降低,呼吸速率减慢;②细胞体积变小,线粒体减少;③核增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深①生物体的绝大多数细胞都经历未分化→分化→衰老→凋亡的过程;②细胞衰老是时刻都在发生的细胞凋亡受由遗传机制决定的程序性调控细胞膜内陷,细胞变圆,与周围细胞脱离①清除多余无用细胞;②清除完成使命的衰老细胞;③清除体内异常细胞细胞坏死电、热、冷、机械等不利因素引起的,不受基因控制细胞膜破裂伤害周围细胞,引发炎症细胞癌变物理、化学和病毒致癌因子影响下,原癌基因和抑癌基因发生突变①恶性增殖的“不死细胞”;②形状显著改变的“变态细胞”;③黏着性降低的“扩散细胞”癌细胞出现并大量增殖【易混易错】(1)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。(2)靶细胞被效应T细胞消灭的过程应属细胞“凋亡”(不可看成“坏死”)。(3)细胞凋亡是主动的,受基因控制的程序性死亡,对生命具有积极意义,而细胞坏死则是被动的,不受基因控制的非程序(无序)性死亡,它对生命不利。(4)细胞凋亡与基因选择性表达有关,但不属于细胞分化过程。2.细胞的癌变(1)癌细胞的主要特征①适宜条件下,无限增殖。②癌细胞的形态结构发生了变化例如,体外培养中的正常的成纤维细胞呈扁平梭形,转化成癌细胞后变成球形。 ③癌细胞的表面发生了变化由于细胞膜上糖蛋白等物质减少,细胞间的黏着性显著降低,导致癌细胞容易在体内到处游走分散,进行分裂、繁殖,形成肿块。④接触抑制现象 正常细胞相互接触后,就会停止运动和增殖,即有接触抑制现象。而癌细胞无接触抑制现象,在培养条件下可生长成多层。(2)细胞癌变的机理①内因:原癌基因和抑癌基因发生突变,导致细胞异常分裂,对这种异常分裂机体又无法阻止而造成的。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。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。②外因物理因素:紫外线、X射线及其他辐射能损伤细胞内的DNA。化学因素:亚硝酸、碱基类似物等能改变核酸的碱基。生物因素:某些病毒的遗传物质能影响宿主细胞的DNA。【易混易错】(1)除细胞癌变发生了遗传信息改变外,细胞分裂、分化、衰老、凋亡均未改变遗传信息。(2)除细胞癌变与细胞坏死对生物体不利外,细胞分裂、分化、衰老、凋亡均对生物体有积极意义。(3)除细胞坏死外,细胞分裂、分化、衰老、凋亡、癌变均与基因有关,即受基因控制。 调研1 下列关于细胞的分化、衰老、凋亡的叙述,正确的是A.在细胞衰老和凋亡的过程中,细胞核的体积不断变小B.细胞分化的过程中遗传物质不发生改变,但mRNA的种类和数量会改变C.高度分化的细胞不具有分裂能力,故细胞核中的DNA不存在解旋的现象D.细胞生长过程中体积增大,与外界环境进行物质交换的效率增强【答案】B 调研2 众所周知,与正常细胞相比,肿瘤细胞需要吸收更多的葡萄糖才能维持其生长。最新研究发现,若限制体内谷氨酰胺的含量,就可以使肿瘤细胞无法正常吸收葡萄糖,从而抑制它的生长。以下说法不正确的是A.增加葡萄糖的摄入可使癌细胞膜上的糖蛋白含量高于正常体细胞B.切断肿瘤细胞的“糖路”,可达到“饿死”肿瘤细胞的目的C.糖类是包括癌细胞在内的所有人体细胞的主要能源物质D.谷氨酰胺可能用于合成癌细胞吸收葡萄糖的载体蛋白【答案】A【解析】选项A,癌细胞膜上的糖蛋白少于正常体细胞;选项B,根据题干“肿瘤细胞需要吸收更多的葡萄糖”,可知切断糖路,会导致癌细胞因供能不足而死亡;选项C,糖类是为细胞供能的主要能源物质;选项D,限制谷氨酰胺的含量会导致癌细胞不能正常吸收葡萄糖,癌细胞吸收葡萄糖的方式为主动运输,由此推测该氨基酸是合成葡萄糖载体蛋白的原料。【名师点睛】“两看法”区分细胞凋亡与细胞坏死(1)从方式看(2)从结果看 1.同一生物个体的不同细胞在形态、结构和功能上可以有稳定性的差异,这是细胞分化引起的。如果从分子水平上分析,引起同一生物个体不同细胞差异的根本原因是以下哪种物质或结构的不同A.mRNA B.DNAC.蛋白质 D.核糖核苷酸【答案】A 2.如图是人体细胞生命历程的概括,下列叙述错误的是 A.能进行1、2、6过程的细胞都具有细胞周期,但周期的长短不同B.3过程可发生在整个生命历程中C.4过程中因为酪氨酸酶活性降低,使细胞内色素沉积D.5过程中细胞的遗传物质发生了变化【答案】C【解析】图中1、2、6过程代表细胞分裂,能连续进行分裂的细胞都具有细胞周期,但周期长短不同,A项正确。3过程代表细胞分化,可发生在整个生命历程中,B项正确。4过程代表细胞衰老,细胞衰老过程中,由于细胞物质代谢、运输能力下降,导致细胞内色素沉积,C项错误。5过程代表细胞癌变,是由细胞内的原癌基因与抑癌基因发生突变引起的,D项正确。【名师点睛】(1)图解法深刻理解细胞分化过程 (2)正确解读细胞分裂、分化及全能性表达等图形信息 ①经过a、b过程,一个细胞分成两个细胞,这是细胞的分裂。②c过程中细胞在形态、结构和生理功能上发生了稳定性差异,这叫细胞的分化。细胞分化的结果是产生了组织,④⑤⑥⑦分别属于不同的组织。③d、f过程分别为细胞的衰老与凋亡,经过e过程,已分化细胞变为恶性增殖细胞,此为癌变过程。3.下列有关细胞分化、衰老、凋亡和癌变的说法,错误的是A.自然条件下细胞分化一般不可逆B.衰老细胞中多种酶的活性降低C.细胞凋亡有利于维持内环境稳态D.癌细胞体外培养也存在接触抑制【答案】D【解析】细胞分化是基因选择性表达的结果,自然条件下细胞分化一般不可逆,A正确;衰老细胞代谢变慢,多种酶的活性降低,B正确;细胞凋亡是基因控制的细胞编程性死亡,有利于维持内环境稳态,C正确;癌细胞能无限增殖,不存在接触抑制,D错误。4.研究发现,正常干细胞中两种关键蛋白质“失控”发生越位碰撞后,正常干细胞会变成肿瘤细胞。下列有关叙述正确的是A.干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化B.干细胞在癌变过程中细胞膜上的甲胎蛋白会减少C.干细胞分化导致基因的选择性表达,细胞种类增多D.干细胞分化后的逐渐衰老是由细胞中基因决定的正常的生命历程【答案】D 5.美国科学家发现了一种名为RHOGD12的基因,诱导该基因在癌细胞内表达后,癌细胞会失去转移能力,从而有助于避免癌细胞在体内的扩散。该基因的作用最可能是A.控制合成一种酶,促使癌细胞衰老、凋亡B.控制合成一种激素,诱导癌细胞分化为正常组织C.控制合成一种糖蛋白,增强癌细胞间的黏着性D.控制合成一种RNA,使癌细胞的DNA复制受阻【答案】C【解析】癌细胞表面的糖蛋白减少,使其容易扩散,RHOGD12基因表达后,癌细胞会失去转移能力,故推测该基因可能控制合成一种糖蛋白,增强癌细胞间的黏着性,避免癌细胞在体内扩散。6.细胞凋亡和细胞坏死是细胞死亡的两种方式。细胞坏死是因病理因素而产生的被动死亡。近期研究表明,存在于人体内的一种名为RIP3的蛋白激酶通过调节能量代谢,可以将肿瘤坏死因子诱导的细胞凋亡转换为细胞坏死。下列有关叙述不正确的是A.在人体造血干细胞中不存在控制RIP3合成的基因B.通过调控RIP3的合成可以调控细胞死亡的方式C.若抑制RIP3的活性可在一定程度上抑制细胞坏死D.以上研究结果证明细胞坏死与部分基因表达有关【答案】A【解析】一个个体内的所有细胞都是受精卵有丝分裂形成的,每个细胞中一般都存在控制RIP3合成的基因,A错误。RIP3蛋白激酶通过调节能量代谢,可以将肿瘤坏死因子诱导的细胞凋亡转换为细胞坏死,B正确。若抑制RIP3的活性,肿瘤坏死因子将诱导细胞凋亡,可在一定程度上抑制细胞坏死,C正确。题干研究结果证明,细胞坏死与RIP3蛋白激酶的基因表达有关,D正确。7.据报道,科研人员选取成人皮肤细胞,将其培育成神经干细胞后,放入特制的凝胶中,诱导组织进一步生长发育,最终形成一个豌豆大小的“微型人脑”。这个组织已经达到9周胎儿大脑的发育水平,但尚不能独立思考。下列描述错误的是A.由成人皮肤细胞培育成微型人脑,体现了细胞的全能性B.由成人皮肤细胞培育出微型人脑过程中,既有细胞分裂又有细胞分化C.若培育过程中出现细胞凋亡,这是由基因决定的D.若培育过程中出现癌变,则细胞膜的成分会改变【答案】A 8.如图是肝细胞的生命历程,Ⅰ~Ⅳ代表细胞的生命现象。细胞1具有水分减少,代谢减慢等特征。细胞2 可以无限增殖。下列相关叙述错误的是 A.Ⅰ~Ⅳ过程中,只有Ⅲ过程一定发生了基因突变B.Ⅳ过程对细胞1、2的清除是通过细胞坏死完成的C.Ⅰ过程是细胞分裂、分化,成体干细胞和细胞2都通过有丝分裂增殖D.与正常肝细胞相比,细胞1的核体积增大,细胞2的膜表面糖蛋白含量减少【答案】B【解析】根据题意,细胞2可以无限增殖,故其属于癌变的细胞,其遗传物质已经发生改变,A正确;Ⅳ过程对细胞1、2的清除是通过细胞凋亡完成的,B错误;据图分析,Ⅰ过程是细胞分化,形成不同种类的细胞,成体干细胞和细胞2都属于体细胞,增殖方式是有丝分裂,C正确;细胞1表示衰老的细胞,核体积增大,细胞2属于癌细胞,其特点之一是细胞膜表面糖蛋白减少,容易扩散,D正确。9.下列有关细胞生命历程的叙述,正确的是A.衰老的生物体中,所有的细胞都处于衰老状态B.老年人头发变白和白化病都是由酪氨酸酶活性降低引起的C.细胞分化既能使细胞数量增加,也能使细胞种类增加D.分化后的细胞,其核遗传物质不变,RNA和蛋白质发生改变【答案】D【解析】衰老的生物体中,也有正常的细胞,如老年人体内也有能产生血细胞的造血干细胞;白化病是由基因突变导致机体内缺乏酪氨酸酶引起的;细胞分化只能使细胞种类增加,不会使细胞数量增加;细胞分化的遗传物质不发生改变,只是在不同细胞中遗传信息的表达情况不同。10.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.一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 11.凋亡素是人体内固有的天然蛋白,将凋亡素注入癌症患者体内,凋亡癌细胞,控制肿瘤;将凋亡素注入发育正常的蝌蚪体内,能加速尾部的消失。下列说法正确的是A.凋亡素能加快癌细胞的分裂和分化B.凋亡素能激活细胞死亡基因可特异性杀死癌细胞C.蝌蚪尾部的自溶现象是细胞正常凋亡的具体体现D.蝌蚪发育过程中凋亡素能使其细胞的产生和凋亡始终保持动态平衡【答案】C【解析】题中两则例子显示,凋亡素是促进非特定细胞的凋亡,没有特异性,故A、B错误;蝌蚪尾巴的消失是细胞凋亡速度大大快于细胞产生导致的,故D错误。12.科研人员研究了甘氨酸对癌细胞代谢和分裂的影响,实验结果如表所示。以下相关叙述不正确的是培养方式及检测结果细胞类型在含甘氨酸的细胞培养液中培养一段时间后,检测培养液中甘氨酸的含量从含有甘氨酸的细胞培养液转移到不含甘氨酸的细胞培养液中,培养一段时间后,观察细胞的分裂速度慢速分裂的癌细胞增加不变快速分裂的癌细胞减少减缓A.甘氨酸进出两种癌细胞都需要载体蛋白协助B.慢速分裂的癌细胞内蛋白质合成不需要甘氨酸C.缺乏甘氨酸可延长快速分裂癌细胞的细胞周期D.癌细胞的细胞膜与正常细胞相比黏连蛋白减少【答案】B 13.利用不同浓度的维生素K2(VK2)培养肿瘤细胞72 h后,测定肿瘤细胞凋亡率与细胞凋亡相关基因bcl2和bax的表达情况(以转录形成的mRNA相对值表示),结果如下:VK2/μmol·L-1010203040细胞凋亡率/%3.156.3714.7019.3126.42 下列叙述中,最合理的是A.肿瘤细胞在没有VK2诱导的情况下不会凋亡B.诱导肿瘤细胞凋亡的最适VK2浓度为40 μmol/LC.VK2诱导细胞凋亡可能与bcl2基因表达减弱有关D.bax基因稳定表达使VK2失去诱导细胞凋亡作用【答案】C 14.如图表示某种动物细胞的生命历程,请回答有关问题: (1)①③所示的变化,在生物学上分别称为____________________________________。(2)④过程产生的细胞除细胞核体积增大外,细胞膜发生的变化是______________________________。(3)⑤过程称之为________________,产生的根本原因是________________。(4)若D是胰腺细胞,用含18O标记的氨基酸培养液培养D细胞,结果发现在合成分泌蛋白的过程中产生了HO,则HO的生成部位是________。该胰腺细胞是否具有增殖能力?________,为什么?________________。(5)白血病患者常用异体骨髓移植的方法获得新的造血干细胞D,其将发生的变化⑥为________________________________________________________________________。【答案】(1)细胞分裂、细胞分化(2)细胞膜通透性改变,物质运输功能降低(3)细胞癌变 原癌基因和抑癌基因发生突变(4)核糖体 不具有 细胞已高度分化(5)增殖分化产生新的白细胞、红细胞和血小板(或增殖、分化产生新的各种血细胞)【解析】(1)①为有丝分裂过程,③为细胞分化。(2)④过程细胞衰老产生的细胞除细胞核体积增大外,细胞膜发生的变化是通透性改变,使物质运输功能降低。(3)⑤为细胞癌变,产生的根本原因是致癌因子导致原癌基因和抑癌基因发生突变。(4)蛋白质的合成是在核糖体上进行的,方式为氨基酸的脱水缩合,所以HO的生成部位是核糖体;胰腺细胞是高度分化的细胞,没有分裂能力。(5)造血干细胞是所有血细胞的原始细胞,造血干细胞可以增殖分化产生新的白细胞、红细胞和血小板。15.甲、乙两种化学物质可能有一定致畸、致癌作用,利用动物细胞培养的方法鉴定它们是否有毒性,并比较二者毒性的强弱。请依据实验结果完成下列实验报告。(1)实验步骤①制备细胞悬液:用________处理小白鼠胚胎组织离散成单个细胞,制成细胞悬浮液。②进行细胞培养a.取A、B、C三个洁净的锥形瓶,分别加入____________。b.向A、B两个培养瓶中分别加入等量的化学物质甲、乙,并将培养瓶摇匀;C瓶加等量生理盐水,作为对照。c.把3个培养瓶放在37 ℃的CO2培养箱中培养。③制作临时装片。④镜检和统计:把临时装片放在显微镜下,寻找处于有丝分裂中期的细胞,与小白鼠正常体细胞有丝分裂高倍显微镜照片进行对比,以确认发生变异的细胞。统计___________________________。(2)实验结果培养瓶ABC变异细胞占细胞总数的百分数1.3%12.5%0.1%(3)请写出实验结论:_______________________________________________________________。【答案】(1)①胰蛋白酶 ②等量的细胞悬浮液④该期变异的细胞占细胞总数的百分数(3)甲、乙两种化学物质均有一定毒性,且乙的毒性比甲的毒性大 16.(2017江苏卷·18)下列关于人体细胞分化、衰老、凋亡与癌变的叙述,错误的是A.细胞分裂能力随细胞分化程度的提高而减弱B.衰老细胞中各种酶的活性显著降低C.细胞凋亡有助于机体维持自身的稳定D.癌细胞无接触抑制特征【答案】B【解析】细胞分化程度越高,分裂能力越弱,A正确;衰老的细胞中大多数酶的活性普遍降低,B错误;细胞凋亡能够维持内部环境的稳定,以及抵御外界各种因素的干扰,C正确;癌细胞的细胞膜上糖蛋白减少,培养时无接触抑制特征,D正确。【名师点睛】本题主要考查细胞的生命历程,要求学生理解细胞分裂与细胞分化的关系,理解细胞衰老的特点,理解细胞凋亡的意义。17.(2016年新课标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【答案】B 18.(2016年江苏卷·3)下列关于细胞的分化、衰老、凋亡和癌变的叙述,正确的是A.线虫发育过程中细胞数量减少,是细胞衰老死亡的结果B.恶性肿瘤细胞有无限增殖的特性,所以不易被化疗药物杀死C.人的造血干细胞是全能干细胞,可以分化为多种细胞D.体外培养时,儿童的成纤维细胞传代次数多于成人的成纤维细胞【答案】D【解析】线虫发育过程中细胞数量减少,是细胞分化的结果,A错误;恶性肿瘤细胞适应不良环境的能力强,不易被化疗药物杀死,B错误;人的造血干细胞是多能干细胞,C错误;儿童的成纤维细胞分化程度低,成人的成纤维细胞分化程度高,体外培养时前者传代次数多,D正确。【名师点睛】此题是对细胞分化、衰老、凋亡和癌变的考查,解答本题的关键在于理解个体发育的基础:细胞分裂、分化;细胞衰老死亡后可通过细胞分裂进行补充,细胞数量不会减少;细胞体外培养的原理是细胞增殖,传代次数取决于细胞的分化程度。19.(2016年天津卷·6)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的对照试验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 【名师点睛】本题考查与人类健康密切相关的细胞癌变、凋亡等知识,考查实验设计的对照原则。属于容易题。解题的关键是明确蛋白质类物质进入动物的消化道后会被消化分解,而不能发挥其生理功能。20.(2016年四川卷·7)研究发现,直肠癌患者体内存在癌细胞和肿瘤干细胞。用姜黄素治疗,会引起癌细胞内BAX等凋亡蛋白高表达,诱发癌细胞凋亡;而肿瘤干细胞因膜上具有高水平的ABCG2蛋白,能有效排出姜黄素,从而逃避凋亡,并增殖分化形成癌细胞。下列说法不正确的是A.肿瘤干细胞与癌细胞中基因的执行情况不同B.肿瘤干细胞的增殖及姜黄素的排出都需要消耗ATPC.编码BAX蛋白和 ABCG2蛋白的基因都属于原癌基因D.用ABCG2抑制剂与姜黄素联合治疗,可促进肿瘤干细胞凋亡【答案】C 【名师点睛】本题以“用姜黄素治疗直肠癌的研究”为背景,考查生产生活密切相关的生物学问题,解答本题的关键在于找出隐含的信息,BAX蛋白是由控制细胞凋亡的基因表达的产物,而不是原癌基因表达的产物。只要能准确筛选出题干中的有效信息,就能准确答题。 展开更多...... 收起↑ 资源预览