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第13講　細胞的分化、衰老、凋亡與癌變 [考綱要求]　1.細胞的分化(Ⅱ)。2.細胞的全能性(Ⅱ)。3.細胞的衰老和凋亡以及與人體健康的關(guān)系(Ⅱ)。4.癌細胞的主要特征及防治(Ⅱ)。 考點一　細胞的分化與全能性 1．細胞分化 (1)概念：在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。 (2)特點 ①普遍性：多細胞生物普遍具有。 ②持久性：貫穿于生物體整個生命進程中。 ③穩(wěn)定性：已分化的細胞將一直保持分化后的狀態(tài)，直至死亡。 ④不可逆性：一般來說，細胞只能從全能干細胞最終走向高度分化的體細胞，不能反向進行。 (3)實質(zhì)(如圖所示) 在個體發(fā)育過程中，不同細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同，即基因的選擇性表達。 (4)意義 歸納總結(jié)　細胞分化的三個關(guān)鍵點 (1)細胞分化的標志 ①分子水平：合成了某種細胞特有的蛋白質(zhì)，如唾液淀粉酶、胰島素等。 ②細胞水平：形成不同種類的細胞。 (2)分化細胞表達的基因 ①管家基因：所有細胞均表達的一類基因，其表達產(chǎn)物是維持細胞基本生命活動所必需的，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因。 ②奢侈基因：不同類型細胞特異性表達的一類基因，其產(chǎn)物賦予不同細胞特異性的生理功能，如血紅蛋白基因、胰島素基因。 (3)細胞分化的“變”與“不變” ①不變：DNA、tRNA、rRNA、細胞的數(shù)目。 ②改變：mRNA、蛋白質(zhì)的種類，細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能。 2．細胞的全能性 3．干細胞 (1)概念：動物和人體內(nèi)仍保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細胞，這些細胞叫做干細胞。 (2)類型 項目 胚胎干細胞 成體干細胞 來源 來自早期胚胎或原始性腺組織 來自各式各樣的組織 功能 可以分化成各種組織和器官 具有分化成特定功能細胞的能力 舉例 來自囊胚的內(nèi)細胞團細胞 骨髓干細胞、造血干細胞、神經(jīng)干細胞 1．判斷關(guān)于細胞分化的敘述的正誤 (1)肌細胞與幼紅細胞中基因、mRNA、蛋白質(zhì)均不同(　　) (2)胰島B細胞有胰島素基因而無抗體基因，故可以產(chǎn)生胰島素而不能產(chǎn)生抗體(　　) (3)同一個體的小腸上皮細胞和平滑肌細胞所含基因不同(　　) (4)斷尾壁虎長出新尾巴過程中發(fā)生了細胞分化(　√　) (5)ATP合成酶基因?qū)儆谏莩藁?，在不同細胞中選擇性表達(　　) 2．判斷關(guān)于細胞全能性的敘述的正誤 (1)同一個體莖尖分生組織細胞的分化能力比葉肉細胞的強(　√　) (2)分化程度高的細胞其全能性一定低(　　) (3)克隆羊“多利”的誕生證明了動物體細胞仍然具有全能性(　　) (4)用動物胚胎干細胞培育出組織和器官體現(xiàn)了動物細胞的全能性(　　) (5)人體內(nèi)所有活細胞均具有全能性(　　) 下圖是人體三種細胞內(nèi)的部分基因及它們的活動狀態(tài)，請據(jù)圖分析： (1)上述基因?qū)儆诠芗一虻氖莂，屬于奢侈基因的是b、c、d。 (2)這三種細胞“血紅蛋白基因”均不能表達，所以這三種細胞不包括紅細胞；A細胞可產(chǎn)生“胰島素”，應為胰島B細胞；B細胞可產(chǎn)生“生長激素”，應為垂體細胞。 (3)若用胰島素基因作探針檢測A、B、C三類細胞的DNA分子，則其雜交帶狀況如何？若將探針改作檢測胰島素基因的mRNA，其雜交帶狀況如何？ 提示　A、B、C三類細胞中均含胰島素基因，但該基因只有在A細胞中才能轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生mRNA，故用胰島素基因作探針，三類細胞均可形成雜交帶，但改為檢測胰島素基因的mRNA，則只有A細胞能產(chǎn)生雜交帶。 命題點一　細胞分化的實質(zhì)、特點和意義分析 1．如圖表示同一個體的5種細胞中5種基因的表達情況，下列分析錯誤的是(　　) A．此圖能說明細胞分化的實質(zhì) B．基因b可能控制RNA聚合酶的合成 C．細胞中mRNA差異最大的是細胞2和4 D．一般來說，這5種細胞的核遺傳物質(zhì)相同 答案　C 解析　題圖顯示，同一個體的5種細胞中基因表達的情況有差異，說明基因在不同細胞中選擇性表達，體現(xiàn)了細胞分化的實質(zhì)，A項正確；5種細胞中都有相關(guān)基因表達，基因表達的轉(zhuǎn)錄過程中有RNA聚合酶參與，說明5種細胞中都有RNA聚合酶，基因b在5種細胞中都表達了，故其可能是控制RNA聚合酶合成的基因，B項正確；細胞2和4中mRNA有2種不同，而3和4中mRNA有4種不同，C項錯誤；5種細胞均最終來源于受精卵，故它們細胞核中的遺傳物質(zhì)通常相同，D項正確。 2．ACC合成酶是植物體內(nèi)乙烯合成的限速酶，下表是科學家以番茄ACC合成酶基因為探針，研究番茄果實不同成熟階段及不同組織中該基因的表達情況。下列分析正確的是(　　) 果實成熟的不同階段 葉片 雌蕊 雄蕊 根 綠果 變紅 桃紅 橙紅 亮紅 紅透 － ＋ ＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋＋ ＋＋＋ － － ＋ － 注：－表示該基因不表達，＋表示該基因表達，＋的數(shù)目越多表示表達水平越高。 A．該基因的表達水平在不同的組織和果實成熟的不同階段無差異 B．橙紅和亮紅的果實細胞中該基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物可能相對較多 C．綠果、雌蕊、葉片和根中無該基因及其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，體現(xiàn)了細胞的基因選擇性表達 D．果實中該基因表達水平高于葉片，說明前者的分化程度高于后者 答案　B 解析　根據(jù)表中信息可知，番茄的不同組織以及果實成熟的不同階段ACC合成酶基因的表達水平存在明顯差異，A錯誤；橙紅和亮紅的果實中，ACC合成酶基因表達水平最高，故其細胞中ACC合成酶基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物可能相對較多，B正確；番茄不同的組織和果實成熟的不同階段該基因的表達水平不同，體現(xiàn)了不同細胞的基因選擇性表達，而不是綠果、雌蕊、葉片和根無該基因，C錯誤；果實中該基因的表達水平高于葉片，說明該基因進行了選擇性表達，但不能說明果實的分化程度高于葉片，D錯誤。 3．下圖表示人體造血干細胞在離體條件下，經(jīng)誘導形成神經(jīng)細胞和肝細胞的過程。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．該圖說明造血干細胞具有全能性 B．圖中各細胞的遺傳信息的執(zhí)行情況相同 C．①過程可發(fā)生遺傳信息從DNA→DNA的傳遞 D．②過程的實質(zhì)是基因數(shù)量的變化 答案　C 解析　細胞的全能性是指已經(jīng)分化的細胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能，圖示內(nèi)容僅得到肝細胞和神經(jīng)細胞，沒有得到個體，因而沒有體現(xiàn)細胞的全能性，A項錯誤；細胞分化的實質(zhì)是細胞內(nèi)基因的選擇性表達，B項錯誤；①過程是細胞增殖，可發(fā)生遺傳信息從DNA→DNA的傳遞，C項正確；②過程是細胞分化，實質(zhì)是基因的選擇性表達，其基因種類和數(shù)量不變，mRNA和蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量發(fā)生變化，D項錯誤。 命題點二　辨析細胞的全能性 4．有關(guān)細胞全能性的敘述，正確的是(　　) A．植物體只有體細胞才具有發(fā)育成完整個體所必需的全套基因 B．高度分化的植物細胞只有處于離體狀態(tài)時才有可能表現(xiàn)出全能性 C．植物體內(nèi)某些體細胞沒有表現(xiàn)出全能性，其原因是所含基因發(fā)生了改變 D．紫色糯性玉米種子培育成植株，這反映植物種子具有全能性 答案　B 解析　細胞具有全能性的原因是細胞具有發(fā)育成完整個體所必需的全套基因，而配子也具有這樣的全套基因，因此同樣具有全能性，A項錯誤；細胞表達全能性的前提是處于離體狀態(tài)，B項正確；植物體內(nèi)細胞沒有表現(xiàn)出全能性是細胞內(nèi)基因在特定時間和空間條件下選擇性表達的結(jié)果，C項錯誤；種子是器官，種子發(fā)育成植株是個體正常發(fā)育的過程，不能反映全能性，D項錯誤。 5．2012年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎被授予英國科學家約翰格登和日本醫(yī)學教授山中伸彌，以表彰他們在“細胞核重編程技術(shù)”領(lǐng)域做出的革命性貢獻。下圖為該技術(shù)的操作流程模式圖。 根據(jù)推斷，以下說法正確的是(　　) A．干細胞的葉綠體、線粒體、細胞核均具有雙層膜結(jié)構(gòu) B．干細胞分化形成的表皮細胞中染色體數(shù)目發(fā)生了變化 C．干細胞分化形成各種類型的細胞體現(xiàn)了細胞的全能性 D．干細胞可用于治療因胰島B細胞受損而引起的糖尿病 答案　D 解析　圖中的細胞為動物細胞，無葉綠體，A項錯誤；干細胞的分化是基因選擇性表達的過程，細胞中染色體數(shù)目不變，B項錯誤；細胞全能性是指已經(jīng)分化的細胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能，干細胞通過分化形成各種類型的細胞，但未形成一個完整的個體，不能體現(xiàn)細胞的全能性，C項錯誤；可以通過干細胞分化形成胰島B細胞來治療因胰島B細胞受損而引起的糖尿病，D項正確。 考點二　細胞的衰老、凋亡與癌變 1．細胞衰老 (1)個體衰老與細胞衰老的關(guān)系 (2)細胞衰老的特征 ①代謝變化 ②細胞核體積增大，染色質(zhì)收縮，核膜向內(nèi)折疊。 (3)細胞衰老的假說 ①自由基假說：細胞代謝中產(chǎn)生的自由基會攻擊生物膜、DNA和蛋白質(zhì)，致使細胞衰老。 ②端粒假說：染色體兩端的端粒會隨著細胞分裂次數(shù)的增加而縮短，導致正常的DNA序列損傷，使細胞逐漸衰老。 2．細胞的凋亡 (1)概念：由基因所決定的細胞自動結(jié)束生命的過程，又稱為細胞編程性死亡。 (2)類型 (3)意義 3．細胞的癌變 (1)癌細胞的概念：正常機體細胞在致癌因子的作用下，細胞中遺傳物質(zhì)發(fā)生變化，就變成不受機體控制的、連續(xù)進行分裂的惡性增殖細胞，這種細胞就是癌細胞。 (2)癌細胞的特征 ①無限增殖。 ②形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，如癌變的成纖維細胞由扁平梭形變成球形。 ③細胞膜表面發(fā)生變化 a．糖蛋白減少→黏著性降低→易于擴散和轉(zhuǎn)移。 b．甲胎蛋白、癌胚抗原等增多。 ④細胞的接觸抑制喪失。 (3)癌變機理 ①致癌因子的類型(連線) ②原癌基因和抑癌基因 a．原癌基因：主要負責調(diào)節(jié)細胞周期，控制細胞生長和分裂的進程。 b．抑癌基因：主要是阻止細胞不正常的增殖。 ③細胞癌變的機理：環(huán)境中的致癌因子會損傷細胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變，導致正常細胞的生長和分裂失控而變成癌細胞。 ④特點：癌癥的發(fā)生不是單一基因突變的結(jié)果，至少在一個細胞中發(fā)生5～6個基因突變，才能導致細胞癌變，細胞癌變具有累積效應。 4．細胞衰老、凋亡、壞死與癌變的比較 項目 實質(zhì) 結(jié)果 遺傳物質(zhì) 細胞衰老 內(nèi)因、外因共同作用 細胞正常死亡 不發(fā)生改變 細胞凋亡 由遺傳機制決定的程序性調(diào)控 自動結(jié)束生命的正常死亡 細胞壞死 受外界不利因素影響；不受基因控制 細胞膜破裂，對周圍細胞造成傷害，引起發(fā)炎 細胞癌變 致癌因子誘發(fā)基因突變 形成無限增殖的癌細胞 發(fā)生改變 特別提醒　細胞生命歷程中的三個“例外” (1)除細胞癌變發(fā)生了遺傳信息改變外，細胞分裂、分化、衰老、凋亡均未改變遺傳信息。 (2)除細胞癌變與細胞壞死對生物體不利外，細胞分裂、分化、衰老、凋亡均對生物體有積極意義。 (3)除細胞壞死外，細胞分裂、分化、衰老、凋亡、癌變均與基因有關(guān)，即受基因控制。 1．判斷有關(guān)細胞衰老和凋亡的敘述的正誤 (1)細胞的衰老和凋亡是生物體異常的生命活動(　　) (2)細胞普遍衰老會導致個體衰老(　√　) (3)衰老細胞內(nèi)染色質(zhì)固縮影響DNA復制和轉(zhuǎn)錄(　√　) (4)細胞凋亡是各種不利因素引起的細胞死亡(　　) (5)細胞凋亡受基因調(diào)控，不利于個體生長發(fā)育(　　) (6)效應T細胞裂解含有病毒的組織細胞的過程屬于細胞凋亡(　√　) 2．判斷有關(guān)細胞癌變的敘述的正誤 (1)原癌基因或抑癌基因發(fā)生多次變異累積可導致癌癥，因此癌癥可遺傳(　　) (2)癌細胞在條件適宜時可無限增殖(　√　) (3)癌變前后，細胞的形態(tài)和結(jié)構(gòu)有明顯差異(　√　) (4)原癌基因的主要功能是阻止細胞發(fā)生異常增殖(　　) 1．據(jù)圖分析細胞凋亡的機理 (1)過程A體現(xiàn)了生物膜的信息傳遞功能，說明細胞凋亡有特異性，在特定時期凋亡特定細胞。 (2)從過程B中可以看出，細胞凋亡是相關(guān)基因選擇性表達的結(jié)果，該過程中形成具膜的凋亡小體，體現(xiàn)了膜的流動性。 (3)過程C中凋亡小體被吞噬消化，此過程需要溶酶體(細胞器)的參與。 2．完成細胞的生命歷程圖解 命題點一　細胞衰老與細胞凋亡的分析 1．下列關(guān)于細胞衰老和凋亡的敘述，錯誤的是(　　) A．幼年個體內(nèi)沒有衰老的細胞 B．細胞膜運輸功能降低是細胞衰老的主要特征之一 C．凋亡細胞中一定含有與凋亡有關(guān)的酶 D．細胞凋亡可清除被病原體感染的細胞 答案　A 解析　多細胞生物細胞的衰老和個體的衰老并不是同步的，所以幼年個體中也有衰老的細胞。 2．(2019朝陽高三第一次模擬)2016年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予日本科學家大隅良典，以表彰他在細胞自噬機制方面的發(fā)現(xiàn)。細胞自噬(autophagy)是真核生物中一些損壞的蛋白質(zhì)或細胞器被雙層膜結(jié)構(gòu)的自噬小泡包裹后，送入溶酶體(人和動物)中進行降解并得以循環(huán)利用的過程。下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．溶酶體中的水解酶是核糖體合成的 B．細胞自噬體現(xiàn)了生物膜的選擇透過性 C．受基因控制的細胞自噬過程對細胞自身是有利的 D．溶酶體既能分解衰老、損傷的細胞器又有一定的防御作用 答案　B 解析　溶酶體中的水解酶的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，是核糖體合成的，A正確；細胞自噬體現(xiàn)了生物膜的流動性，B錯誤；受基因控制的細胞自噬過程對細胞自身是有利的，C正確；溶酶體含有多種水解酶，是細胞的“消化車間”，能分解衰老、損傷的細胞器，也能吞噬殺死侵入的細胞的病毒或病菌，具有一定的防御功能，D正確。 【科學思維】　細胞凋亡和細胞壞死的區(qū)別 (1)從方式看 (2)從結(jié)果看 命題點二　癌細胞的特征及癌變的機理 3．(2018全國Ⅱ，6)在致癌因子的作用下，正常動物細胞可轉(zhuǎn)變?yōu)榘┘毎Ｏ铝杏嘘P(guān)癌細胞特點的敘述錯誤的是(　　) A．細胞中可能發(fā)生單一基因突變，細胞間黏著性增加 B．細胞中可能發(fā)生多個基因突變，細胞的形態(tài)發(fā)生變化 C．細胞中的染色體可能受到損傷，細胞的增殖失去控制 D．細胞中遺傳物質(zhì)可能受到損傷，細胞表面的糖蛋白減少 答案　A 解析　正常細胞轉(zhuǎn)變?yōu)榘┘毎⒉皇菃我换蛲蛔兊慕Y(jié)果，至少在一個細胞中發(fā)生5～6個基因突變，才能賦予癌細胞所有的特征。癌細胞膜上的糖蛋白減少，從而使癌細胞之間的黏著性降低，A項錯誤；癌細胞是原癌基因和抑癌基因突變的累積效應，癌細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，例如，體外培養(yǎng)的呈扁平梭形的正常成纖維細胞轉(zhuǎn)變?yōu)榘┘毎笞兂汕蛐?，B項正確；環(huán)境中的致癌因子會損傷細胞中的染色體，使正常細胞成為不受機體控制的惡性增殖細胞，C項正確；細胞癌變的內(nèi)因是原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變，即細胞中的遺傳物質(zhì)可能受到損傷，使細胞表面的糖蛋白減少，D項正確。 4．(2018銀川一中高三第三次模擬)研究表明在利用抗癌劑殺死癌細胞的同時給實驗鼠服用二甲雙胍，可抑制實驗鼠體內(nèi)的乳腺癌細胞的擴散。下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A．化療是目前治療癌癥的唯一手段 B．二甲雙胍可能導致實驗鼠體內(nèi)細胞表面的糖蛋白減少 C．原癌基因突變促使細胞癌變，抑癌基因突變抑制細胞癌變 D．一只被切除胸腺的鼠與一只正常鼠患乳腺癌的概率不相等 答案　D 解析　目前治療癌癥可以采用手術(shù)切除、放療、化療等手段，A項錯誤；癌細胞容易擴散的原因是細胞表面糖蛋白減少，細胞之間的黏著性降低，二甲雙胍可抑制實驗鼠體內(nèi)的乳腺癌細胞的擴散，說明二甲雙胍可能導致實驗鼠體內(nèi)細胞表面的糖蛋白增加，B項錯誤；抑癌基因抑制細胞不正常的增殖，突變后易導致細胞癌變，C項錯誤；胸腺是T細胞發(fā)育的場所，細胞免疫主要是由T細胞來參與完成的，體內(nèi)癌細胞的清除主要由細胞免疫完成，因此被切除胸腺的鼠與正常鼠患乳腺癌的概率不相等，D項正確。 5．《PNAS》雜志最近在線發(fā)表了中國科學院生物物理研究所研究人員在腫瘤藥物靶向輸送領(lǐng)域的最新成果(如圖所示)。下列敘述正確的是(　　) A．惡性腫瘤內(nèi)有大量癌細胞，和正常細胞相比，癌細胞水分含量少，細胞呼吸速率加快 B．細胞癌變后，位于細胞膜上的糖蛋白等物質(zhì)會減少，使癌細胞容易在體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移 C．細胞癌變與細胞凋亡都是基因選擇性表達的結(jié)果，前者是異常表達，后者是正常表達 D．要控制腫瘤細胞的過度增殖，腫瘤藥物作用的時間最好是細胞分裂前期紡錘體形成時 答案　B 解析　惡性腫瘤內(nèi)有大量癌細胞，和正常細胞相比，癌細胞水分含量多，細胞呼吸速率加快，A項錯誤；細胞癌變后，位于細胞膜上的糖蛋白等物質(zhì)會減少，使癌細胞容易在體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移，B項正確；細胞癌變是基因突變的結(jié)果，細胞凋亡是基因選擇性表達的結(jié)果，C項錯誤；要控制腫瘤細胞的過度增殖，腫瘤藥物作用的時間最好是細胞分裂間期DNA復制時，D項錯誤。 【社會責任】　淺談癌癥的三級預防 (1)一級預防：是消除或減少可能致癌的因素，防止癌癥的發(fā)生，減少癌癥的發(fā)病率。如平時應注意參加體育鍛煉，保持旺盛的精力，從而提高機體免疫功能和抗病能力；不吸煙、不酗酒，科學搭配飲食，多吃新鮮蔬菜、水果等。 (2)二級預防：目的是降低癌癥的死亡率。利用早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷和早期治療的有效手段來減少癌癥病人的死亡。如拍照胸片、支氣管鏡檢查可以發(fā)現(xiàn)早期肺癌；做B型超聲波掃描、甲胎蛋白測定，可發(fā)現(xiàn)肝癌；纖維食道鏡、胃鏡、腸鏡檢查，可發(fā)現(xiàn)早期食道癌、胃癌、結(jié)腸癌等。 (3)三級預防：就是診斷與治療后的康復，提高生存質(zhì)量、減輕痛苦、延長壽命。在治療癌癥時，設法預防癌癥復發(fā)和轉(zhuǎn)移，防止并發(fā)癥和后遺癥。 矯正易錯　強記長句 1．分化程度高的細胞其全能性不一定低。一般來說，細胞分化程度越高，全能性越難以表達，但卵細胞的分化程度較高，其全能性也較高。 2．細胞分化的判斷依據(jù)：選擇性表達的基因(奢侈基因)得以表達的細胞發(fā)生了分化，如胰島素基因、血紅蛋白基因表達出相應蛋白質(zhì)可以證明細胞發(fā)生了分化。 3．休現(xiàn)全能性的判斷依據(jù)：起點是“已分化的細胞”，終點是發(fā)育成“完整個體”才是全能性的體現(xiàn)。 4．細胞衰老和凋亡對機體的正常發(fā)育都是有利的，細胞壞死對機體是有害的。 5．細胞凋亡與基因選擇性表達有關(guān)，但不屬于細胞分化過程。 6．不是只有癌細胞內(nèi)才有原癌基因與抑癌基因，正常細胞中也存在原癌基因與抑癌基因。 下圖為細胞的生命歷程示意圖，據(jù)圖分析： 1．癌細胞易擴散和轉(zhuǎn)移的原因是細胞膜表面糖蛋白減少，使細胞間黏著性降低。 2．原癌基因的主要功能是調(diào)節(jié)細胞周期，控制細胞生長和分裂的進程。 3．乙和丙過程中基因活動的區(qū)別：乙過程是相關(guān)基因選擇性表達的結(jié)果，遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變；丙過程是原癌基因和抑癌基因突變導致的結(jié)果，遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變。 4．丁和戊過程的區(qū)別：丁是在相關(guān)基因調(diào)控下細胞主動結(jié)束生命的過程，對生物體有利；戊是在外力作用下迅速使細胞破裂死亡的過程，對生物體是不利的。 5．己過程中細胞代謝會減慢，原因有水分減少，多種酶活性降低，細胞膜通透性改變，染色質(zhì)收縮等。 重溫高考　演練模擬 1．(2018江蘇，23改編)人體骨髓中存在少量屬于多能干細胞的間充質(zhì)干細胞(MSC)，下圖為MSC分裂、分化成多種組織細胞的示意圖。下列敘述正確的是(　　) A．組織細胞中的DNA和RNA與MSC中的相同 B．MSC不斷增殖分化，所以比組織細胞更易衰老 C．MSC中的基因都不能表達時，該細胞開始凋亡 D．不同誘導因素使MSC分化形成不同類型的細胞 答案　D 解析　組織細胞中的DNA與MSC中的相同，由于組織細胞和MSC中的基因進行選擇性表達，所以兩者的RNA不完全相同，A錯誤；細胞會隨著分裂次數(shù)的增多而逐漸衰老，組織細胞是MSC分裂、分化后形成的，所以組織細胞更易衰老，B錯誤；組織細胞中凋亡基因表達，細胞才開始凋亡，C錯誤；MSC在不同誘導因素的作用下，可分化形成不同類型的細胞，D正確。 2．下列關(guān)于細胞癌變與癌細胞的敘述，正確的是(　　) A．癌細胞的分裂失去控制，但其增殖是有限的 B．癌細胞表面糖蛋白的增加，使其易擴散轉(zhuǎn)移 C．有些物理射線可誘發(fā)基因突變，導致細胞癌變 D．癌變是細胞異常分化的結(jié)果，此分化大多可逆 答案　C 解析　癌細胞是由正常細胞轉(zhuǎn)化而來的，最重要的特點是在適宜條件下可無限增殖，A錯誤；癌細胞表面的糖蛋白很少或缺失，所以癌細胞容易在組織間轉(zhuǎn)移，B錯誤；引起癌變的致癌因子有物理致癌因子(各種射線等)、化學致癌因子(許多種無機或有機化合物，如吸煙時煙霧中的物質(zhì))、病毒致癌因子(肝炎病毒等)，C正確；正常細胞發(fā)生突變而成為癌細胞的過程稱為癌變，細胞的癌變可看作是細胞異常分化的結(jié)果，正常情況下，細胞分化是不可逆的，D錯誤。 3．(2016全國Ⅱ，1)在細胞的生命歷程中，會出現(xiàn)分裂、分化等現(xiàn)象。下列敘述錯誤的是(　　) A．細胞的有絲分裂對生物性狀的遺傳有貢獻 B．哺乳動物的造血干細胞是未經(jīng)分化的細胞 C．細胞分化是細胞內(nèi)基因選擇性表達的結(jié)果 D．通過組織培養(yǎng)可將植物葉肉細胞培育成新的植株 答案　B 解析　細胞有絲分裂的重要意義是使細胞的親代和子代之間保持遺傳性狀的穩(wěn)定性，因此細胞的有絲分裂對生物性狀的遺傳有貢獻，A項正確；哺乳動物的造血干細胞是已經(jīng)分化的多能干細胞，B項錯誤；細胞分化的實質(zhì)是個體發(fā)育過程中，在遺傳物質(zhì)的控制下合成特異性蛋白質(zhì)的過程，即細胞分化是細胞內(nèi)基因選擇性表達的結(jié)果，C項正確；植物細胞具有全能性，借助植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可將離體的植物葉肉細胞培育成新的植株，D項正確。 4．(2016天津，6)在培養(yǎng)人食管癌細胞的實驗中，加入青蒿琥酯(Art)，隨著其濃度升高，凋亡蛋白Q表達量增多，癌細胞凋亡率升高。下列敘述錯誤的是(　　) A．為初步了解Art對癌細胞的影響，可用顯微鏡觀察癌細胞的形態(tài)變化 B．在癌細胞培養(yǎng)液中加入用放射性同位素標記的Art，可確定Art能否進入細胞 C．為檢測Art對凋亡蛋白Q表達的影響，須設置不含Art的對照實驗 D．用凋亡蛋白Q飼喂患癌小鼠，可確定該蛋白能否在動物體內(nèi)誘導癌細胞凋亡 答案　D 解析　癌細胞的特點之一是細胞形態(tài)改變，A項正確；用放射性同位素標記Art，根據(jù)細胞內(nèi)有無放射性可判斷Art能否進入細胞，B項正確；為增強可信度或說服力，實驗需要設置對照，C項正確；凋亡蛋白Q飼喂后被消化，故無法確定該蛋白能否在動物體內(nèi)誘導癌細胞凋亡，D項錯誤。 5．(2015海南，6)關(guān)于人體造血干細胞的敘述，錯誤的是(　　) A．造血干細胞與成熟紅細胞中的酶存在差異 B．造血干細胞分化為成熟紅細胞的過程是可逆的 C．健康成年人的造血干細胞主要存在于其骨髓中 D．造血干細胞分化形成的紅細胞和白細胞壽命不同 答案　B 解析　造血干細胞與成熟紅細胞中的酶存在差異，例如造血干細胞含有與細胞分裂相關(guān)的酶，成熟紅細胞則不含有，A項正確；造血干細胞分化為成熟紅細胞的過程是不可逆的，B項錯誤；健康成年人的造血干細胞主要儲存在骨髓中，C項正確；紅細胞的壽命大約為120天，而白細胞壽命長短不一，大部分白細胞的壽命只有幾天，D項正確。 一、選擇題 1．(2019佛山質(zhì)檢)下表中人體不同細胞的壽命和分裂能力不同，以下說法錯誤的是(　　) 細胞種類 小腸上皮細胞 癌細胞 紅細胞 白細胞 壽命 1～2天 不死性 120天 5～7天 能否分裂 能 能 不能 大多數(shù)不能 A.白細胞的凋亡比紅細胞快，這與白細胞吞噬病原體有關(guān) B．癌細胞的無限增殖是由正?；蛲蛔?yōu)樵┗蛞鸬? C．通常情況下，細胞的分化程度越高，細胞分裂能力越弱 D．小腸上皮細胞壽命最短，這與基因控制的衰老和凋亡有關(guān) 答案　B 解析　細胞凋亡的速率與它們的功能有關(guān)系，白細胞能吞噬進入人體的細菌和病毒以及代謝產(chǎn)生的對人體有害的“異物”，吞噬后就死亡并被排出，所以其凋亡的速率很快，A正確；癌細胞的無限增殖是由原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變引起的，B錯誤；通常情況下，細胞的分化程度越高，其全能性就越低，細胞分裂能力就越弱，C正確；人體不同組織的細胞壽命不同，是由遺傳物質(zhì)決定的，與基因控制的衰老和凋亡有關(guān)，D正確。 2．(2018濟南高三一模)小腸干細胞通過增殖分化使小腸上皮細胞得到更新，分化情況如圖所示。干細胞分化成的潘氏細胞能合成并分泌溶菌酶等抗菌物質(zhì)，抵抗外來病原體。下列說法正確的是(　　) A．潘氏細胞和小腸上皮細胞功能不同是因為DNA不同 B．小腸干細胞分化成小腸上皮細胞體現(xiàn)了細胞的全能性 C．潘氏細胞分泌的溶菌酶參與特異性免疫 D．小腸干細胞以有絲分裂的方式進行增殖 答案　D 解析　潘氏細胞和小腸上皮細胞來自于同一個受精卵，因此它們含有的DNA相同，兩者功能不同的原因是基因的選擇性表達，A錯誤；小腸干細胞分化成小腸上皮細胞的過程，由于沒有形成完整的個體，所以不能體現(xiàn)細胞的全能性，B錯誤；潘氏細胞分泌的溶菌酶參與非特異性免疫，C錯誤；小腸干細胞以有絲分裂的方式進行增殖，D正確。 3．(2018“千校聯(lián)盟”高三5月沖刺預測)下列關(guān)于正常人的體細胞中基因的敘述，錯誤的是(　　) A．都含有抑癌基因和原癌基因 B．都表達過抑癌基因和原癌基因 C．都含有唾液淀粉酶基因 D．都表達過唾液淀粉酶基因 答案　D 解析　人體正常體細胞中都含有原癌基因和抑癌基因，A正確；原癌基因負責調(diào)節(jié)細胞周期，控制細胞生長和分裂的進程，而抑癌基因主要阻止細胞的不正常增殖，故原癌基因和抑癌基因在體細胞增殖、分化過程中表達，B正確；體細胞是由受精卵經(jīng)有絲分裂而來，細胞中的基因是相同的，故正常體細胞中都含有唾液淀粉酶基因，由于基因的選擇性表達，唾液淀粉酶基因只在唾液腺細胞中表達，C正確、D錯誤。 4．下列數(shù)據(jù)是人體部分器官中所表達基因的估計數(shù)目，有關(guān)敘述不正確的是(　　) 器官或細胞 眼 唾液腺 皮膚 甲狀腺 血細胞 心臟 所表達基因的估計數(shù)目 1932 186 3043 2381 23505 9400 A.人體各器官表達的基因數(shù)目有差異是細胞內(nèi)基因選擇性表達的結(jié)果 B．血細胞所表達的基因數(shù)目最多說明其遺傳物質(zhì)相對含量較高 C．人體各器官表達的基因數(shù)目有差異說明細胞中所含蛋白質(zhì)有差異 D．不同功能的細胞表達的基因不相同，這與細胞具有的不同功能相適應 答案　B 解析　人體不同器官因功能不同，所需的蛋白質(zhì)會有差異，這體現(xiàn)了不同細胞中基因選擇性表達的特點。由于同一個體的所有細胞都是由同一個受精卵分裂、分化而來，所以每個細胞中的遺傳物質(zhì)是相同的。 5．目前，一些年輕人盲目去痣后引發(fā)的惡性色素瘤導致死亡的病例并不鮮見，專家提醒人們，如果身上的黑痣有逐漸長大、邊界不清和周圍長毛、自己出血、癢痛等情況時，需要及時找醫(yī)生手術(shù)治療，切忌自己動手去痣。下列關(guān)于痣細胞的說法正確的是(　　) A．痣細胞的產(chǎn)生是細胞分化的結(jié)果 B．痣細胞的特點之一是能無限增殖 C．痣細胞是一種癌變細胞 D．痣細胞中色素多，是衰老的表現(xiàn) 答案　A 解析　痣細胞具有一定的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能，其產(chǎn)生是細胞分化的結(jié)果。從特點上來講，痣細胞和癌細胞有類似之處，如易于增殖和分散，較其他細胞更容易發(fā)生癌變，但和癌細胞又有著本質(zhì)的區(qū)別，其增殖和分化受機體的控制，不能無限增殖。痣細胞中色素多是基因選擇性表達的結(jié)果，與衰老細胞中積累的色素種類也是有差別的，并非衰老的表現(xiàn)。 6．美國的研究人員鑒別出一組非肽類Caspase抑制劑及其分子作用機制，并證實它們能夠抑制細胞凋亡過程中信號的傳遞。下列相關(guān)敘述不正確的是(　　) A．細胞凋亡過程中的信號傳遞與細胞膜表面的某種蛋白質(zhì)有關(guān) B．細胞凋亡是由基因控制的細胞編程性死亡 C．Caspase抑制劑在核糖體上合成 D．細胞的增殖和凋亡失控都會導致許多疾病的發(fā)生 答案　C 解析　細胞間的信號傳遞與細胞膜表面的糖蛋白有關(guān)，A項正確；細胞凋亡是由基因控制的細胞編程性死亡，是機體正常的生理反應，B項正確；題干已強調(diào)Caspase是非肽類抑制劑，因此Caspase抑制劑不可能在核糖體上合成，C項錯誤；細胞的增殖失控會導致疾病，如癌癥，細胞凋亡失控也會導致疾病的發(fā)生，如人類的并指，D項正確。 7．(2018齊魯教科研協(xié)作體高三模擬)下列與癌細胞有關(guān)的敘述中合理的是(　　) A．細胞周期變短，細胞內(nèi)染色質(zhì)收縮，染色加深 B．醫(yī)生用化療和放療的方法，作用是誘導癌細胞凋亡 C．甲胎蛋白是癌細胞內(nèi)突變產(chǎn)生的新基因表達的產(chǎn)物 D．細胞癌變是多個基因突變的結(jié)果，具有累積效應 答案　D 解析　癌細胞連續(xù)進行分裂，惡性增殖，且不受機體控制，所以細胞周期變短；染色質(zhì)收縮，染色加深是細胞衰老的特點，A錯誤；化療和放療是直接抑制和殺滅癌細胞，使癌細胞壞死，而不是誘導癌細胞凋亡，B錯誤；甲胎蛋白和癌胚抗原是正常細胞癌變后，在細胞表面含量增多，超過了正常范圍，是原有基因過量表達的結(jié)果，C錯誤；細胞癌變是原癌基因和抑癌基因中多個基因突變的結(jié)果，具有累積效應，D正確。 8．(2018榆林高考第一次測試)下列對人體細胞生命歷程的描述，正確的是(　　) A．細胞生長：細胞體積增大，核糖體數(shù)量增加，染色體復制加快 B．細胞分化：細胞形態(tài)改變，遺傳物質(zhì)發(fā)生變異，功能趨向?qū)ｉT化 C．細胞衰老：細胞核體積變小，細胞膜通透性增大，色素積累增多 D．細胞凋亡：特定基因表達，合成新的蛋白質(zhì)，細胞自動結(jié)束生命 答案　D 解析　細胞生長：細胞體積增大，表面積與體積比減小，合成蛋白質(zhì)增加，故核糖體數(shù)量增加，但是染色體復制發(fā)生在細胞分裂過程中，A錯誤；細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性的表達，遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變，但信使RNA的種類和數(shù)量會不同，B錯誤；細胞衰老后，細胞核體積增大，細胞膜通透性改變，色素積累增多，有些酶的活性降低，C錯誤；細胞凋亡是由基因所決定的細胞自動結(jié)束生命的過程，該過程中有新的蛋白質(zhì)合成，D正確。 9．(2018成都高考模擬)科研人員為了研究腫瘤細胞轉(zhuǎn)移的機理，在患頭頸癌和纖維肉瘤的嚙齒類動物細胞中，降低蛋白質(zhì)LTBP3的表達量，發(fā)現(xiàn)在無LTBP3的表達和分泌的情況下，腫瘤細胞無法有效轉(zhuǎn)移。其他研究還發(fā)現(xiàn)，LTBP3在腫瘤轉(zhuǎn)移早期非常活躍，以下解釋合理的是(　　) A．LTBP3基因表達水平可預測早期頭頸癌病人存活時間 B．LTBP3基因能在腫瘤細胞中表達是基因突變的結(jié)果 C．LTBP3是由核糖體合成的胞內(nèi)蛋白 D．LTBP3基因只存在于腫瘤細胞中 答案　A 解析　由題意可知，LTBP3在早期頭頸癌病人中含量高，可根據(jù)其表達量預測病人的生存期，A正確；LTBP3基因在腫瘤細胞中表達是基因選擇性表達的結(jié)果，B錯誤；由題干信息可知，LTBP3是分泌蛋白，C錯誤；人體細胞是由同一受精卵發(fā)育而來的，每個有核的細胞中均含有LTBP3基因，D錯誤。 10．(2018重慶綦江區(qū)東溪中學高三一診)如圖為人體部分細胞的生命歷程示意圖，圖中①～⑩為不同的細胞，a～f表示細胞所進行的生理過程。據(jù)圖分析，下列敘述不正確的是(　　) A．④⑤⑥⑦的核基因相同，細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)種類和數(shù)量不相同 B．d過程的細胞內(nèi)染色質(zhì)收縮影響DNA復制和轉(zhuǎn)錄 C．e過程的細胞不會發(fā)生細胞凋亡而且細胞周期還會延長 D．已經(jīng)成熟的生物體中，細胞的自然更新還是需要通過f過程完成 答案　C 解析　圖中細胞④⑤⑥⑦都來自于細胞①的分裂分化，則它們含有的核基因是相同的，而它們的形態(tài)結(jié)構(gòu)不同是基因選擇性表達的結(jié)果，所以它們細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)種類和數(shù)量不相同，A正確；d過程表示的是細胞衰老，該過程中染色質(zhì)固縮，導致DNA不能解旋，進而影響DNA的復制和轉(zhuǎn)錄過程，B正確；e過程表示細胞癌變，癌細胞的細胞周期會縮短，在適宜條件下可無限增殖，C錯誤；成熟的生物體中，細胞的自然更新、被病原體感染的細胞的清除都是通過細胞凋亡完成的，D正確。 二、非選擇題 11．(2018江門高考模擬考試)科學家正研究利用胚胎干細胞轉(zhuǎn)變成胰島B細胞來治療糖尿病，請回答下列相關(guān)問題： (1)干細胞是指具有________________能力的細胞。 (2)人體內(nèi)胰島素降低血糖的途徑之一是通過促進葡萄糖轉(zhuǎn)化為________________來實現(xiàn)的?？茖W家對胚胎干細胞進行處理后，分別培養(yǎng)在葡萄糖濃度不同的細胞培養(yǎng)液中，檢測細胞胰島素的分泌量，發(fā)現(xiàn)高濃度葡萄糖組別分泌量更多，據(jù)此分析干細胞誘導________(填“成功”或“失敗”)。 (3)若實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)某些低濃度葡萄糖組別能分泌較多的與血糖調(diào)節(jié)有關(guān)的另一種激素，則有可能是胚胎干細胞轉(zhuǎn)變成________________細胞。 答案　(1)分裂和分化　(2)脂肪和(某些)氨基酸　成功 (3)胰島A(或腎上腺細胞等) 解析　(1)干細胞是指具有分裂和分化能力的細胞。 (2)人體內(nèi)胰島素降低血糖的途徑之一是通過促進葡萄糖轉(zhuǎn)化為脂肪和(某些)氨基酸來實現(xiàn)的。高濃度的血糖可促進胰島B細胞分泌胰島素；檢測結(jié)果顯示：高濃度葡萄糖組別的細胞，其胰島素的分泌量更多，說明干細胞誘導成功。 (3)若實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)某些低濃度葡萄糖組別能分泌較多的與血糖調(diào)節(jié)有關(guān)的另一種激素，則有可能是胚胎干細胞轉(zhuǎn)變成胰島A細胞(或腎上腺細胞等)。 12．干細胞中cMyc(原癌基因)、Klf4(抑癌基因)、Sox2和Oct等基因處于活躍表達狀態(tài)，Oct的精確表達對于維持干細胞的正常自我更新是至關(guān)重要的?？茖W家利用逆轉(zhuǎn)錄病毒，將Oct、Sox2、cMyc和Klf4四個關(guān)鍵基因轉(zhuǎn)入高度分化的體細胞內(nèi)，讓其重新變成一個多功能iPS細胞(如圖所示)。請分析回答下列問題： (1)Oct基因在高度分化的細胞中處于____________狀態(tài)。依據(jù)圖示的原理，體細胞癌變是______________等基因異常表達的結(jié)果；細胞凋亡是在圖中________________等基因控制下的細胞________________的過程。 (2)研究人員利用小鼠體細胞誘導形成的iPS細胞，進一步誘導又獲得了心肌細胞、血管平滑肌細胞等多種組織細胞，iPS細胞的這種變化過程稱做____________。 答案　(1)未表達(或沉默)　cMyc、Klf4　cMyc、Klf4、Fas　程序性死亡　(2)細胞分化 解析　(1)通過圖示可以推測，在高度分化的體細胞中，Oct基因處于未表達狀態(tài)或沉默狀態(tài)。cMyc、Klf4基因分別為原癌基因和抑癌基因，它們異常表達時高度分化的體細胞可以變?yōu)槟[瘤細胞；在cMyc、Klf4、Fas等基因的控制下，細胞發(fā)生程序性死亡，引起細胞凋亡。 (2)iPS細胞類似胚胎干細胞，誘導其獲得心肌細胞、血管平滑肌細胞等多種組織細胞的過程屬于細胞分化。 13．(2018青島一模)研究得知，癌細胞和正常細胞在有氧條件下產(chǎn)生的ATP總量沒有明顯差異，但癌細胞攝取葡萄糖的量是正常細胞的若干倍。請回答下列相關(guān)問題： (1)細胞癌變的根本原因是_______________________________________________________。 細胞癌變后核糖體數(shù)目增多，其原因是____________________________________________ ______________________________________________________________________________。 (2)與正常細胞相比，癌細胞內(nèi)葡萄糖轉(zhuǎn)化為五碳糖的途徑明顯增強。某些藥物可通過抑制該代謝途徑抑制癌細胞的快速增殖，其原理是_________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 (3)艾滋病病人的直接死因，往往是由多種病原體引起的嚴重感染或惡性腫瘤等疾病。請運用所學知識分析艾滋病病人易患惡性腫瘤的原因：_____________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案　(1)基因突變(或原癌基因和抑癌基因發(fā)生基因突變或遺傳物質(zhì)的改變)　癌細胞分裂旺盛，細胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成旺盛　(2)五碳糖(脫氧核糖)是構(gòu)成脫氧核苷酸的成分，脫氧核苷酸是合成DNA的原料，抑制葡萄糖轉(zhuǎn)化為五碳糖可抑制DNA的復制　(3)艾滋病病毒在人體內(nèi)攻擊T細胞，使免疫系統(tǒng)喪失監(jiān)控和清除功能(或艾滋病病毒在人體內(nèi)攻擊T細胞，而T細胞是發(fā)揮抗腫瘤細胞功能的主要免疫細胞) 解析　(1)細胞癌變的根本原因是基因突變。癌細胞分裂旺盛，細胞內(nèi)蛋白質(zhì)合成旺盛，所以細胞癌變后核糖體數(shù)目增多。(2)五碳糖(脫氧核糖)是構(gòu)成脫氧核苷酸的成分，脫氧核苷酸是合成DNA的原料，所以用藥物抑制葡萄糖轉(zhuǎn)化為五碳糖，可以抑制癌細胞內(nèi)DNA分子的復制，從而抑制癌細胞的快速增殖。(3)艾滋病病毒在人體內(nèi)攻擊T細胞，使免疫系統(tǒng)喪失監(jiān)控和清除功能，最終幾乎喪失一切免疫能力，所以艾滋病病人的直接死因，往往是由多種病原體引起的嚴重感染或惡性腫瘤等疾病。