2020-2021年高考生物一轮复习考点讲解与练习：细胞的分化、衰老、凋亡和癌变

2020-2021年高考生物一轮复习考点讲解与练习：细胞的分化、衰老、凋亡和癌变

2020-2021 年高考生物一轮复习考点讲解与练习：细胞的分化、衰老、凋亡和癌变 [考纲展示] 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) 【核心概念及重要结论】 1.细胞分化的实质是基因的选择性表达，此过程中遗传物质并未改变。 2．细胞分化在自然条件下是不可逆的。 3.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。 4．雌蜂未受精的卵细胞发育成雄蜂证明了动物生殖细胞具有全能性。 5.由基因决定的细胞自动结束生命的过程，叫做细胞凋亡，细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程 序性调控。 6．细胞衰老最终表现为细胞的形态、结构和功能发生变化。 7．细胞凋亡是受到严格的遗传机制决定的程序性死亡。 8．细胞坏死是在种种不利因素影响下，细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。 9．癌细胞中遗传物质发生变化。 10．原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。 11．抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。 12.癌症的发生是多个基因突变的结果，具有累积效应。 13．细胞分化、细胞衰老、细胞凋亡都不会使遗传物质改变。 【考点速览】 考点一：细胞分化和细胞的全能性 1．细胞分化 (1)概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性 差异的过程。 (2)过程图解： (3)实质：在个体发育过程中，不同的细胞中遗传信息的执行情况不同(如图)，即基因的选择性表达。 (4)特点 ①普遍性：是生物界普遍存在的生命现象。 ②持久性：细胞分化贯穿于生物体的整个生命进程中，在胚胎时期达到最大限度。 ③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。 (5)结果 ①分子水平的变化：mRNA 种类不同→蛋白质种类不同。 ②细胞水平的变化：细胞形态、结构和生理功能的变化，逐渐失去分裂能力。 ③组织器官水平的变化：产生不同类型的细胞构成不同的组织和器官。 (6)意义 ①是生物个体发育的基础。 ②使细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。 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。 (2)基础：每个细胞中都含有发育成生物体所需要的全套遗传信息。 (3)动物细胞和植物细胞全能性的差异。 ①虽然已分化的动物细胞的细胞核具有全能性，但分化的动物细胞全能性受到了限制，在一定的条件 下经过培养只能形成细胞群。 ②植物细胞在一定的条件下经过培养可以形成植物体。 (4)干细胞：动物和人体内少数具有分裂和分化能力的细胞。 (5)实例和相应的原理或过程 实例 依据原理或过程 ①花粉培养成单倍体植株 a．动物细胞核具有全能性 ②克隆羊多利的培养 b．植物细胞具有全能性 ③植物导管组织的形成 c．细胞的有丝分裂 ④受精卵发育成个体 d．细胞的分化 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 ①代谢变化 ②细胞核体积增大，染色质收缩，核膜向内折叠。 (3)细胞衰老的假说 ①自由基假说：细胞代谢中产生的自由基会攻击生物膜、DNA 和蛋白质等，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。 2．细胞的凋亡 (1)概念：由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，又称为细胞编程性死亡。 (2)原因：多基因严格控制。 (3)类型    个体发育中细胞的自动死亡 成熟个体中细胞的自然更新 被病原体感染的细胞的清除 (4)意义    保证多细胞生物体完成正常发育 维持内部环境的稳定 抵御外界各种因素的干扰 注：细胞凋亡与细胞坏死的比较 1.从方式看   主动结束生命活动⇒细胞凋亡 被动结束生命活动⇒细胞坏死 2.从结果看   对生物体是有利的⇒细胞凋亡 对生物体是有害的⇒细胞坏死 3．细胞的癌变 (1)癌细胞的概念：正常机体细胞在致癌因子的作用下，细胞中遗传物质发生变化，就变成不受机体控 制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞，这种细胞就是癌细胞。 (2)癌细胞的特征 (3)癌变机理 ①致癌因子的类型 类型 实例 Ⅰ.物理致癌因子 a．肝炎病毒等 Ⅱ.化学致癌因子 b．X 射线、紫外线等 Ⅲ.病毒致癌因子 c．亚硝胺、黄曲霉素等 ②原癌基因和抑癌基因 a．原癌基因：主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。 b．抑癌基因：主要是阻止细胞不正常的增殖。 ③癌症的发生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，才能导致细胞癌变， 细胞癌变具有累积效应。 【重点突破】 1.细胞分化与细胞的全能性的比较 细胞分化 细胞的全能性 原因 基因选择性表达 含有本物种全套遗传物质 特点 ①普遍性 ②持久性 ③稳定性和不可逆性 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 细胞群 形成新的个体 大小 比较 细胞分化程度有高低之分，如 体细胞>生殖细胞>受精卵 细胞全能性表达的难易程度不同，如 受精卵>生殖细胞>体细胞 区分 标志 特定的细胞中基因进行了选 择表达 由已分化的细胞形成了新个体 联系 ①两者的遗传物质都不发生改变 ②已分化的细胞仍然保持全能性 ③一般情况下，分化程度越高，全能性相对越低 2.细胞分化、衰老、凋亡、坏死与癌变的比较 实质 遗传物质的 变化 结果 对机体 的影响 细胞 分化 基因的选择性表达 遗传物质不 发生改变 形成不同组织、 器官 有利 细胞 衰老 内因和外因共同作 用的结果 遗传物质可 能发生改变 细胞走向死亡 有利 细胞 凋亡 由遗传机制决定的 程序性调控 遗传物质不 发生改变 细胞走向死亡 有利 细胞 坏死 电、热、冷、机械等 不利因素引起的，不 受基因控制 遗传物质不 发生改变 细胞走向死亡， 同时伤害周围细 胞，引发炎症等 有害 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 遗传物质发 生改变 形成无限增殖的 癌细胞引发恶性 肿瘤 有害 【真题训练】 1．(2016·海南高考)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 D [人的正常体细胞最大分裂次数为 50 次，A 项正确；自由基攻击蛋白质可引起细胞衰老，B 项正确； 细胞中衰老的细胞器会被溶酶体清除，C 项正 2．(2018·全国卷Ⅱ)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 A [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 项错误、D 项正确。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 项正确。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 项正确。] 3．(2018·浙江高考改编)下列关于细胞癌变及癌细胞的叙述，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 C [癌细胞是由正常细胞转化而来的，最重要的特点是有无限增殖的能力，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。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。] 4．(2018·江苏高考改编)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 D [组织细胞中的 DNA 与 MSC 细胞中的 DNA 相同，但是 RNA 不同，A 错误；组织细胞是 MSC 细 胞增殖分化形成的，因此组织细胞比 MSC 细胞更容易衰老，B 错误；当 MSC 中的基因都不能表达时， 说明该细胞早就已经开始凋亡了，C 错误；不同诱导因素能够使 MSC 分化形成不同类型的细胞，D 正 确。] 5．(2018·全国卷Ⅲ)下列关于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 A [细胞增殖过程涉及很多生物化学反应，某些过程如 DNA 的复制等都会 消耗能量，A 错误；生物膜的基本支架是磷脂双分子层，其中含有磷元素，B 正确；相邻细胞的细胞 膜接触可实现细胞间的信息传递，如受精作用，C 正确；在生物体内，细胞分化一般是不可逆的，D 正确。] 6．(2017·全国卷Ⅲ)下列与细胞相关的叙述，错误的是( ) A．动物体内的激素可以参与细胞间的信息传递 B．叶肉细胞中光合作用的暗反应发生在叶绿体基质中 C．癌细胞是动物体内具有自养能力并快速增殖的细胞 D．细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程 C [考查细胞间信息的交流、光合作用、细胞癌变和细胞凋亡。A 对：动物体内的激素可随血液循环 到达相应的靶细胞，并与靶细胞表面的相应受体结合，将信息传递给靶细胞；B 对：叶肉细胞中光合 作用的暗反应发生在叶绿体基质中；C 错：癌细胞可快速增殖，但其同化作用方式为异养，不具有自 养能力；D 对：细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，又称细胞编程性死亡。] 7．(2016·海南高考)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 A [高度分化的细胞含有该生物全套的遗传信息，具有发育的全能性，A 项错误；植物细胞无氧条件 下产生有氧条件下没有的产物酒精或乳酸，B 项正确；种子中的胚由受精卵经有丝分裂、分化而来，C 项正确；叶肉细胞和根尖细胞在结构和功能上的不同是细胞分化的结果，D 项正确。] 8. (2016·全国卷Ⅱ)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 B [有丝分裂使细胞的亲代和子代之间保持了遗传性状的稳定性。可见细胞的有丝分裂对生物性状的 遗传有很大贡献，A 项正确。哺乳动物的受精卵是未经分化的细胞，而哺乳动物的造血干细胞是由受 精卵分化形成的，属于已分化的细胞，只是分化程度不高，仍保留分裂和分化能力，B 项错误。细胞 分化的根本原因是在个体发育的过程中，同一生物的不同细胞中遗传信息的执行情况不同，即基因的 选择性表达，C 项正确。高度分化的植物细胞仍具有全能性，故通过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 项正确。] 【专项训练】 1．下列关于细胞凋亡和细胞坏死的叙述中，错误的是 ( ) A．细胞凋亡是一种自然的生理过程 B．细胞坏死是一种病理性变化 C．蝌蚪尾的消失，是由基因决定的细胞自动结束生命的过程 D．被病原体感染的细胞的清除是通过细胞坏死完成的 D [细胞凋亡为细胞编程性死亡，是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，是一种自然的生理过程； 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或死亡，是一 种病理性过程；蝌蚪尾的消失是通过尾部细胞凋亡实现的；被病原体感染的细胞的清除是通过细胞凋 亡完成的。] 2．下列有关细胞生命历程的叙述，错误的是( ) A．物质运输效率随细胞的生长而降低 B．造血干细胞形成红细胞属于细胞分化 C．抑癌基因的生理功能为调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程 D．细胞凋亡有利于个体的生长发育 C [细胞的生长使细胞的体积增大，表面积与体积之比即相对表面积下降，物质交换效率降低，A 正 确；造血干细胞增殖后，可分化形成红细胞、B 细胞、T 细胞等细胞，B 正确；正常细胞中存在着原 癌基因和抑癌基因，原癌基因的生理功能为调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程，C 错误；细 胞凋亡是细胞在基因的控制下主动结束生命的过程，对于多细胞生物体完成正常发育具有重要意义， 有利于个体的生长发育和稳态的维持，D 正确。] 3．下列有关细胞分化的叙述，错误的是 ( ) A．造血干细胞分化形成白细胞的过程是不可逆的 B．分化后的不同组织细胞中蛋白质种类完全不同 C．细胞分化有利于提高多细胞生物各种生理功能的效率 D．老年人体内仍然存在着具有分裂和分化能力的细胞 B [细胞分化具有不可逆性；有些基因是各种细胞均表达的，这些基因的表达产物通常用以维持细胞 正常的生命活动，而有些基因则是选择性表达的，表达产物使细胞结构和功能特化，因此分化后不同 组织细胞中蛋白质种类不完全相同；细胞分化使各种细胞具备特定的功能，使得机体内可以同时进行 多项生理活动，而不相互干扰，这样有利于提高各种生理功能的效率；多细胞生物个体衰老与细胞衰 老并不是完全同步的，老人体内也有诸如造血干细胞之类的具分裂、分化能力的细胞。] 4．下列关于细胞全能性的叙述，正确的是 ( ) A．水稻的正常体细胞及其卵细胞均具有全能性 B．细胞的全能性是指细胞具有全面的生理功能 C．玉米种子萌发长成新植株能体现细胞全能性 D．造血干细胞形成各种血细胞能体现细胞全能性 A [水稻正常的体细胞及其卵细胞均含有本物种全套的遗传物质，均具有全能性；细胞的全能性是指 高度分化的细胞仍然具有发育为完整个体的潜能；玉米种子萌发长成新植株是正常发育的结果，不能 体现细胞的全能性；造血干细胞形成各种血细胞，没有形成完整个体，该过程不能体现细胞全能性。] 5．在下列实例中，能说明“动物细胞具有全能性”的是( ) A．壁虎断尾后重新长出尾部 B．蜜蜂未受精的卵细胞发育成雄蜂 C．用体外培养的皮肤治疗烧伤病人 D．小鼠肝脏细胞的自我复制 B [细胞全能性是指高度分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能，只有离体的单个细胞发育成完整 的动物体才可体现出动物细胞的全能性，蜜蜂未受精的卵细胞发育成雄蜂说明卵细胞具有全能性；A、C、 D 项中细胞均未发育成完整个体，不能体现细胞的全能性。]