資源簡介

新人教生物一輪復習學案
第16講　細胞的分化、衰老和死亡
課標 要求 1.說明多細胞生物體的細胞分化。 2.描述正常情況下，細胞衰老和死亡是一種自然的生理過程。
考點1　細胞分化與細胞的全能性
概 念 落 實
1.細胞分化
（1）定義：個體發育過程中，由一個或一種細胞增殖產生的后代，在　　　　　　　　　　　　　　上發生　　　　　　　　　　的過程。
（2）時期：整個　　　　　　　　過程中，在胚胎時期最旺盛。
（3）特點：　　　　　　、持久性、　　　　　　和不可逆性。
（4）實質：　　　　　　　　　　　　。即在個體發育中，不同細胞中遺傳信息的執行情況不同，轉錄出不同的mRNA，控制合成出不同蛋白質。
（5）結果
①分子水平：合成某種細胞特有的蛋白質（如唾液淀粉酶、胰島素等）。
②細胞水平：形成不同種類的細胞（尤其是細胞器種類和數量有較大差異）。
（6）意義：使細胞趨向　　　　　　，提高各種生理功能效率。
歸 納 總 結
　　（1）細胞分裂與分化的比較
細胞分裂是細胞分化的基礎。細胞的分裂與分化往往是相伴相隨的，隨著細胞分化程度地進行，細胞的分裂能力逐漸下降，全能性一般也會降低。
（2）細胞分化的“變”與“不變”
2.細胞的全能性
3.干細胞：動物和人體內少數具有　　　　　能力的細胞。
方 法 規 律
　　細胞分化與全能性的關系：一般來說，細胞分化程度越高，全能性越難表達；細胞分化程度越低，全能性越高。但也有特殊情況，如卵細胞、精子的分化程度較高，其全能性也較高。
診斷·加強
1.判斷下列說法的正誤：
（1）未脫離植物體的細胞，其全能性受到抑制，不能發育成完整的新個體。 （　　）
（2）成人體內不同分化細胞的遺傳信息相同。 （　　）
（3）細胞分化使細胞種類增多，是個體發育的基礎；細胞分裂使細胞數目增多，是個體生長的基礎。 （　　）
（4）在個體發育中，不同的細胞中含有的遺傳物質相同，分化不會改變遺傳物質，轉錄出不完全相同的mRNA，控制合成出不完全相同的蛋白質。 （　　）
（5）玉米種子萌發長成新植株體現了細胞的全能性。 （　　）
（6）高度分化的動物細胞不能表達全能性的原因是動物細胞的遺傳信息不完整。 （　　）
2.在生物體所有細胞中均表達的一類基因稱為管家基因，其表達產物通常是維持細胞基本生命活動所必需的；在不同類型細胞中特異性表達的一類基因稱為奢侈基因，其產物賦予不同細胞特異性的生理功能。下圖是人體三種細胞內的部分基因及它們的活動狀態，請據圖分析：
（1）上述基因屬于管家基因的是　　　　，屬于奢侈基因的是　　　　　。
（2）若用胰島素基因作探針檢測A、B、C三類細胞的DNA分子，　　　　（選填“有”“沒有”或“不一定有”，下同）雜交帶；若用該探針檢測胰島素基因轉錄出的mRNA，　　　　　　雜交帶。
（3）請解釋（2）現象產生的原因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
典 題 固 法
（2020·海南卷）下列關于人體造血干細胞的敘述，錯誤的是（　　）
A.造血干細胞比胚胎干細胞的分化程度高
B.造血干細胞分化產生的B細胞在胸腺中發育成熟
C.造血干細胞可不斷增殖和分化，捐獻造血干細胞不影響人體健康
D.造血干細胞移植是治療白血病的有效手段
考向1　細胞的分化
1.（2022·河北卷改編）骨骼肌受牽括或輕微損傷時，衛星細胞（一種成肌干細胞）被激活，增殖、分化為新的肌細胞后與原有肌細胞融合，使肌肉增粗或修復損傷。下列敘述錯誤的是（　　）
A.衛星細胞具有自我更新和分化的能力
B.肌動蛋白在肌細胞中特異性表達，其編碼基因不存在于其他類型的細胞中
C.激活的衛星細胞中，多種細胞器分工合作，為細胞分裂進行物質準備
D.適當進行抗阻性有氧運動，有助于塑造健美體型
2.（2022·汕頭模擬）MyoD基因是一個控制肌細胞發育的主導基因，其表達產物MyoD蛋白可以調控其他與肌肉發育相關基因的轉錄，還能促進MyoD基因的表達，最終使前體細胞分化為肌細胞。下列敘述錯誤的是（　　）
A.前體細胞分化為肌細胞的過程一般不可逆
B.與肌細胞相比，前體細胞的分化程度更低
C.含有MyoD基因的細胞只能分化為肌細胞
D.肌細胞中控制胰島素合成的基因處于關閉狀態
考向2　細胞的全能性
3.生物體的每一個細胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質，都有發育成為完整個體所必需的全部基因，從理論上講，生物體的每一個活細胞都應該具有全能性。下列關于細胞全能性的敘述，正確的是（　　）
A.受精卵為未分化的細胞，其發育為個體不能體現細胞的全能性
B.雌蜂未受精的卵細胞發育為雄蜂，體現了體細胞的全能性
C.經組織培養得到的試管苗，能體現細胞的全能性
D.克隆羊“多莉”實驗體現了細胞的全能性
考點2　細胞的衰老
概 念 落 實
1.細胞衰老的特征
2.個體衰老與細胞衰老的關系
3.細胞衰老的原因
（1）　　　　學說
（2）端粒學說
4.細胞衰老的意義：細胞衰老是人體內發生的正常生命現象，正常的細胞衰老有利于機體更好地實現　　　　　　。
特 別 提 醒
　　（1）隨著年齡的增長，細胞繼續分裂的次數會逐漸減少，這說明細胞會隨著分裂次數的增多而衰老。
（2）細胞進入衰老狀態，細胞核中的遺傳物質會出現收縮狀態，細胞中一些酶的活性會下降，從而影響細胞的生活。
（3）人衰老后會出現免疫力下降、適應環境能力減弱等現象。
診斷·加強
判斷下列說法的正誤：
（1）細胞衰老即說明個體衰老。 （　　）
（2）衰老的生物體中，細胞都處于衰老狀態。 （　　）
（3）細胞衰老時，細胞體積和細胞核體積均減小。 （　　）
（4）衰老細胞內染色質收縮，影響DNA復制和轉錄。 （　　）
（5）細胞中衰老的線粒體可被溶酶體分解清除。 （　　）
（6）細胞自噬可以清除受損或衰老的細胞內部結構。 （　　）
（7）自由基攻擊蛋白質，使蛋白質活性下降，導致細胞衰老。 （　　）
典 題 固 法
（2016·海南卷）下列關于人體細胞的敘述，錯誤的是（　　）
A.人的正常體細胞的分裂次數是有限的
B.自由基攻擊蛋白質可以引起細胞衰老
C.細胞中衰老的線粒體可被溶酶體分解清除
D.衰老細胞代謝速率加快是細胞內水分減少引起的
考向1　細胞衰老的特征
1.（2022·肇慶模擬）科學家對于衰老起因的研究仍在摸索前行，《衰老生物學》中將衰老的定義修正為“衰老是由時間推移，以及與環境相互作用而引起的分子、細胞和機體結構與功能的隨機改變，衰老增加死亡的可能性”。下列說法正確的是（　　）
A.衰老細胞的細胞膜通透性降低，物質運輸能力也減弱
B.細胞的死亡不利于機體更好地實現自我更新
C.衰老細胞酶活性都降低導致新陳代謝速率降低
D.細胞衰老后細胞體積變小，細胞核體積增大
考向2　細胞衰老的原因
2.（2022·珠海測試）細胞衰老的自由基學說是Denham Harman在1956年提出的，下圖是自由基學說示意圖，下列有關敘述錯誤的是（　　）
A.過程①②的作用效果會引起細胞內生物膜面積急劇下降
B.過程③會引起細胞核合成的蛋白質活性下降，細胞代謝速率降低
C.過程④可能引起細胞內基因的突變，導致腫瘤的發生
D.⑤可來自輻射、有害物質的入侵和細胞內的氧化反應等
考點3　細胞的死亡
概 念 落 實
正常情況下，細胞死亡是一種自然的生理過程。細胞死亡包括　　　　　　　　　等方式，其中　　　是主要方式。
1.細胞凋亡
2.細胞壞死
3.細胞自噬
激烈的細胞自噬，可能誘導細胞凋亡。
方 法 規 律
細胞死亡的方式有四類，簡稱“三凋亡、一壞死”
診斷·加強
1.判斷下列說法的正誤：
（1）凋亡細胞內所有酶的活性均降低。 （　　）
（2）細胞凋亡是受基因控制的自主性死亡。 （　　）
（3）細胞凋亡使細胞自主有序的死亡，對生物體是有利的。 （　　）
（4）某些被病原體感染的細胞的清除通過細胞壞死完成。 （　　）
2.據圖分析細胞凋亡的機理：
（1）過程A體現了生物膜的　　　　　　功能，說明細胞凋亡有　　　　性，在特定時期凋亡特定細胞。
（2）過程B中可以看出細胞凋亡是相關基因　　　　　　　的結果，該過程中形成具膜的凋亡小體，體現了膜的流動性。
（3）過程C中凋亡小體被吞噬消化，此過程需要　　　　　（細胞器）的參與。
典 題 固 法
（2021·廣東卷）研究表明，激活某種蛋白激酶PKR，可誘導被病毒感染的細胞發生凋亡。下列敘述正確的是（　　）
A.上述病毒感染的細胞凋亡后其功能可恢復
B.上述病毒感染細胞的凋亡不是程序性死亡
C.上述病毒感染細胞的凋亡過程不受基因控制
D.PKR激活劑可作為潛在的抗病毒藥物加以研究
（2022·浙江6月卷）下列關于細胞衰老和凋亡的敘述，正確的是（　　）
A.細胞凋亡是受基因調控的
B.細胞凋亡僅發生于胚胎發育過程中
C.人體各組織細胞的衰老總是同步的
D.細胞的呼吸速率隨細胞衰老而不斷增大
（2022·海南卷）人體細胞會經歷增殖、分化、衰老和死亡等生命歷程。下列有關敘述錯誤的是（　　）
A.正常的B淋巴細胞不能無限增殖
B.細胞分化只發生在胚胎發育階段
C.細胞產生的自由基可攻擊蛋白質，導致細胞衰老
D.細胞通過自噬作用可清除受損的細胞器，維持細胞內部環境的穩定
考向1　細胞凋亡
1.（2022·遼寧卷）Fe3＋通過運鐵蛋白與受體結合被輸入哺乳動物生長細胞，最終以Fe2＋形式進入細胞質基質，相關過程如圖所示。細胞內若Fe2＋過多會引發膜脂質過氧化，導致細胞發生鐵依賴的程序性死亡，稱為鐵死亡。下列敘述錯誤的是（　　）
注：早期內體和晚期內體是溶酶體形成前的結構形式。
A.鐵死亡和細胞自噬都受基因調控
B.運鐵蛋白結合與釋放Fe3＋的環境pH不同
C.細胞膜的脂質過氧化會導致膜流動性降低
D.運鐵蛋白攜帶Fe3＋進入細胞不需要消耗能量
考向2　細胞的生命歷程綜合考查
2.人體骨髓中存在少量屬于多能干細胞的間充質干細胞（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
3.（2022·珠海一模）研究發現，小鼠COL17A1基因表達水平較低的皮膚干細胞比表達水平高的皮膚干細胞容易被淘汰，這有利于維持皮膚年輕態。隨著年齡的增長，小鼠體內COL17A1基因表達水平較低的皮膚干細胞增多。以下分析正確的是（　　）
A.小鼠的皮膚干細胞中存在COL17A1基因，其他細胞中沒有該基因
B.皮膚細胞COL17A1基因含量的高低，可作為判斷皮膚是否衰老的依據
C.老年小鼠COL17A1基因的表達水平較低，可能與多種酶的活性下降有關
D.向老年小鼠飼喂COL17A1基因的表達產物能維持小鼠皮膚年輕態
歸 納 總 結
細胞的分裂、分化、衰老、死亡的關系
（1）通過細胞分裂使細胞數目增多，通過細胞分化使細胞種類增多，通過細胞生長使細胞體積增大，通過細胞凋亡使細胞數目減少。
（2）細胞的分裂、分化、衰老和凋亡都屬于正常的生理過程。
（3）細胞的分裂、分化、衰老、凋亡過程中都存在基因的選擇性表達，但四者屬于細胞不同的生命階段。
構核心概念
練教材長句
鏈接必修1教材P125。
（1）通過實驗發現，體外培養的人體某種細胞，最多分裂50次左右就停止分裂了，并且喪失了正常的功能，趨向于衰老。該實驗說明：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
鏈接必修1教材P124。
（2）老年人的頭發會變白的原因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
鏈接必修1教材P127“思維訓練”。
（3）有人認為“細胞壽命與細胞分裂能力呈明顯對應關系——壽命越短的細胞，其分裂能力一定較強”，你認為表中數據是否支持上述觀點？請分析說明：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
你認為細胞的壽命和分裂能力與它們承擔的功能有關系嗎？　　　　　，你判斷的依據是　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
鏈接必修1教材P127“拓展應用”。
（4）白細胞與紅細胞的功能不同，凋亡的速率也不一樣，白細胞凋亡的速率比紅細胞快得多。這說明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
拎教材“冷”點
鏈接必修1教材P121“與社會的聯系”。
（1）干細胞有很多種類型，大體上可分為　　　　　　　　和　　　　　　。前者是存在于已分化組織中的未分化細胞，可以自我更新，同時在一定的條件下也可以分化，產生各種特異的細胞類型，如造血干細胞。后者是　　　　　　　　　　中分離出來的一類細胞，它具有體外培養　　　　　、自我更新和多向分化的特性。
鏈接必修1教材P122“科學·技術·社會”。
（2）白血病是由骨髓造血干細胞　　　　　　引起的疾病。
（3）只有兩個人的　　　　　　　（HLA）配型相同才能進行造血干細胞移植，否則會引起　　　　　。
鏈接必修1教材P127“生物科技進展”。
秀麗隱桿線蟲是研究　　　　　　　　　　　的模式生物，其常作為此項研究材料的優點是：該生物是　　　　　　　　生物，沒有原核生物的結構和發育那么簡單，但也沒有哺乳動物那么復雜；通體透明易于　　　　　　　　；最關鍵的是該生物在發育成熟過程中，有很多細胞將通過　　　　　　　　的方式被去除。
第16講　細胞的分化、衰老和死亡
考點1　細胞分化與細胞的全能性
【概念落實】
1.（1）形態、結構和生理功能　穩定性差異　（2）個體發育　（3）普遍性　穩定性　（4）基因的選擇性表達　（6）專門化
2.發育成完整有機體或分化成其他各種細胞　含有形成完整個體所需的全部基因　植物組織培養　細胞核　離體、適宜營養、激素等　生殖　＞
3.分裂和分化
【診斷·加強】
1.（1）√　（2）√　（3）√　（4）√　（5）×　（6）×
2.（1）a　b、c、d　（2）有　不一定有　（3）A、B、C三類細胞中均含胰島素基因，但該基因只有在A細胞中才能轉錄產生mRNA，故用胰島素基因作探針檢測DNA分子，三類細胞均可形成雜交帶，但改為檢測胰島素基因轉錄出的mRNA，則只有A細胞能產生雜交帶
【典題固法】
【高考典例】
例　B　解析：造血干細胞可以分化成紅細胞、白細胞和血小板，胚胎干細胞可以分化為任何一種組織細胞，所以造血干細胞分化程度更高，A正確；造血干細胞分化產生的T細胞在胸腺中發育成熟，B細胞在骨髓中成熟，B錯誤；骨髓中的造血干細胞可不斷增殖和分化，不斷產生紅細胞、白細胞和血小板，補充到血液中去，所以捐獻造血干細胞不影響人體健康，C正確；造血干細胞移植可以取代白血病患者病變的造血干細胞，是治療白血病的有效手段，D正確。
【對點演練】
1.B　解析：因為同一個體的所有細胞最初均來源于受精卵，所以遺傳物質相同，肌動蛋白在肌細胞中特異性表達，其編碼基因也存在于其他類型的細胞中，只是沒有在其他類型細胞中表達，B錯誤。
2.C　解析：一般來說，分化了的細胞將一直保持分化后的狀態，直到死亡。前體細胞分化為肌細胞的過程一般不可逆，A正確；肌細胞是由前體細胞分化來的，前體細胞的分化程度更低，B正確；細胞分化的實質是基因的選擇性表達，所有細胞都含有MyoD基因，含有MyoD基因的細胞可以分化為其他細胞，只是MyoD基因可能在其他細胞中不表達，C錯誤；細胞分化的實質是基因的選擇性表達，控制胰島素合成的基因只在胰島B細胞內表達，在肌細胞中處于關閉狀態，D正確。
3.C　解析：受精卵為未分化的細胞，其發育為個體能體現細胞的全能性，A錯誤；雌蜂未受精的卵細胞發育為雄蜂，體現了生殖細胞的全能性，B錯誤；克隆羊“多莉”實驗體現了動物細胞的細胞核具有全能性，并非細胞的全能性，D錯誤。
考點2　細胞的衰老
【概念落實】
1.減少　降低　增大　積累
2.單　多
3.（1）自由基　（2）縮短一截　DNA—蛋白質復合體
4.自我更新
【診斷·加強】
（1）×　（2）×　（3）×　（4）√　（5）√　（6）√　（7）√
【典題固法】
【高考典例】
例　D　解析：衰老細胞代謝速率變慢是細胞內水分減少引起的。
【對點演練】
1.D　解析：細胞衰老導致一些膜蛋白的數目和活性發生變化，從而使細胞膜通透性改變，但不一定降低，物質運輸能力減弱，A錯誤；細胞死亡包括細胞凋亡和細胞壞死，細胞凋亡是一種正常的生命現象，細胞凋亡有利于機體更好地實現自我更新，B錯誤；細胞衰老并不會導致所有酶活性降低，C錯誤。
2.B　解析：過程①②自由基進攻磷脂分子，破壞細胞內生物膜，生物膜面積急劇下降，A正確；過程③自由基進攻細胞合成的蛋白質，導致酶的活性下降，細胞新陳代謝的速率降低，且蛋白質在核糖體上合成，B錯誤；過程④自由基進攻DNA，造成堿基對缺失、替換等，發生了基因突變，有可能導致腫瘤的發生，C正確；造成自由基對細胞成分的有害進攻的因素有輻射、有害物質的入侵和細胞內的氧化反應等，D正確。
考點3　細胞的死亡
【概念落實】
凋亡和壞死　細胞凋亡
1.基因　程序性死亡　自然更新　穩定
2.物理　化學　病理性刺激
3.溶酶體　細胞器　微生物和毒素
【診斷·加強】
1.（1）×　（2）√　（3）√　（4）×
2.（1）信息傳遞　特異　（2）選擇性表達　（3）溶酶體
【典題固法】
【高考典例】
例1　D　解析：細胞凋亡是由基因決定的細胞自動結束生命的過程，是程序性死亡，凋亡后，喪失其功能且不可恢復，A、B、C錯誤；由題意可知，激活蛋白激酶PKR，可誘導被病毒感染的細胞發生凋亡，故PKR激活劑可作為潛在的抗病毒藥物加以研究，D正確。
例2　A　解析：細胞凋亡是嚴格受基因調控的死亡，屬于正常的生理性變化，A正確；動物的正常發育過程中都有細胞凋亡現象，B錯誤；人體各組織細胞的衰老不一定是同步的，C錯誤；細胞的呼吸隨細胞衰老而變慢，D錯誤。
例3　B　解析：正常的B淋巴細胞受到抗原刺激后，能發生分裂和分化，但不能無限增殖，癌細胞具有無限增殖的能力，A正確；細胞分化發生在個體發育中的各個階段，B錯誤；細胞產生的自由基會攻擊和破壞細胞內各種執行正常功能的生物分子，攻擊蛋白質，使蛋白質的活性下降，導致細胞衰老，C正確；細胞通過自噬作用可清除受損的細胞器，從而維持細胞內部環境的穩定，D正確。
【對點演練】
1. D　解析：鐵離子進入細胞的方式為胞吞，并非主動運輸，運鐵蛋白運出細胞的過程為胞吐，胞吞與胞吐過程都需要消耗細胞代謝釋放的能量，即需要ATP水解并提供能量，D錯誤。
2.D　解析：組織細胞是高度分化的細胞，由于分化的實質是基因的選擇性表達，所以干細胞與其分化成的組織細胞的DNA相同，而RNA不完全相同，A錯誤；MSC屬于干細胞，分化程度低，分裂能力強，而組織細胞是高度分化的細胞、成熟的細胞，所以組織細胞更容易衰老，B錯誤；細胞凋亡是由基因所決定的細胞自動結束生命的過程，細胞凋亡過程中與凋亡相關的基因表達，C錯誤。
3.C　解析：小鼠的皮膚干細胞中存在COL17A1基因，其他細胞也有該基因，因為這些細胞與皮膚干細胞都是由同一個受精卵經過有絲分裂、分化形成的，A錯誤；皮膚細胞COL17A1基因表達水平的高低，可作為判斷皮膚是否衰老的依據，B錯誤；隨著年齡的增長，皮膚干細胞中COL17A1基因表達水平下降，衰老細胞表現為多種酶活性下降，據此可推測，老年小鼠COL17A1基因的表達水平較低，可能與多種酶的活性下降有關，C正確；向老年小鼠飼喂COL17A1基因的表達產物不能維持小鼠皮膚年輕態，因為該基因表達產物在飼喂過程中被消化變成小分子，進而無法發揮其相應的功能，D錯誤。
課堂小結與延伸
【構核心概念】
個體衰老　端粒學說　全能性　細胞凋亡　細胞壞死
【練教材長句】
（1）細胞會隨著分裂次數的增多而衰老
（2）頭發基部的黑色素細胞衰老，細胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成減少
（3）不支持。表中數據顯示，細胞的壽命與分裂能力無明顯對應關系。壽命短的細胞不一定能分裂（如白細胞），而壽命長的細胞反而能分裂（如平滑肌細胞）　有關系　表中五種細胞的功能不同，它們的壽命和分裂能力也不同
（4）細胞凋亡的速率與它們的功能有關系
【拎教材“冷”點】
（1）成體干細胞　胚胎干細胞　早期胚胎或原始性腺　無限增殖　（2）惡性增殖　（3）人類白細胞抗原　排斥反應　（4）細胞凋亡　多細胞真核　觀察　細胞凋亡

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