第2讲 细胞的分化、衰老和死亡
明确 目标 1.说明在个体发育过程中,细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化,形成了复杂的多细胞生物体; 2.了解细胞的全能性与干细胞的应用;3.描述在正常情况下,细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程,说出细胞衰老和凋亡的特点。
建构 知识 体系
主题研习(一) 细胞的分化与全能性
1.细胞的分化
2.细胞的全能性
3.干细胞
自我诊断
1.概念理解(判断正误)
(1)肝细胞的形成是细胞分裂、分化的结果。 ( )
(2)XO(去除Y染色体)胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化。 ( )
(3)细胞分化只发生在胚胎发育阶段。 ( )
(4)胚胎干细胞为未分化细胞,不进行基因选择性表达。 ( )
(5)细胞分化使各种细胞的遗传物质发生改变。 ( )
(6)高度分化的细胞执行特定的功能,一般不能再分裂增殖。 ( )
2.事理分析
(1)人体的上皮细胞和神经细胞的核基因的种类和数量在同一个体中是相同的,但二者在形态、结构、功能上存在差异,请分析原因:
。
(2)利用干细胞的分离和体外培养可在体外培育出组织和器官,并最终通过组织或器官移植实现对临床疾病的治疗。将干细胞体外培育出组织和器官的过程 (填“能”或“不能”)体现了体细胞的全能性,原因是 。
题点(一) 细胞分化的实质和特点
1.(2025·林州一中模拟)毛囊干细胞是毛囊中的原始细胞,人的毛发都由毛囊中的细胞分化而来;毛囊干细胞也可以分化为皮脂腺,产生皮肤所需要的油脂。毛囊干细胞具有多向分化潜能、高增殖能力和保持休眠状态的能力。下列叙述正确的是 ( )
A.毛囊干细胞分化为不同种类细胞的过程中遗传物质发生选择性改变
B.毛囊干细胞的增殖具有周期性,且绝大多数毛囊干细胞处于分裂期
C.休眠状态的毛囊干细胞内物质的合成与分解均处于停止状态
D.由毛囊干细胞分化而来的不同细胞内,细胞器的功能一般不发生改变
[思维建模] “四看”法判断细胞是否发生分化
①一看细胞形态:肌细胞呈梭形、红细胞呈中央微凹的圆饼状、神经细胞呈突起状等。
②二看细胞结构:分化可形成不同种类的细胞(尤其是细胞器种类和数量有较大差异)。
③三看细胞功能:细胞分化可导致细胞功能的特化,即呈现“特异功能”,如运动、运输、储存、免疫等功能。
④四看特殊物质:细胞分化后可能会有特殊物质的合成,如合成抗体、胰岛素、血红蛋白等。
题点(二) 细胞全能性与干细胞的应用
2.(2025·茂名模拟)科学家们发现了一种非转基因、快速且可控的“鸡尾酒”细胞重编程方法,能够将人的多能干细胞转化为全能性的8细胞期胚胎样细胞。下列叙述错误的是 ( )
A.人的多能干细胞转化为具有全能性细胞要经过细胞分化过程
B.细胞具有全能性的原因是细胞含有个体发育的全套基因
C.全能胚胎干细胞可分化为各种组织细胞,可体现其全能性
D.该研究的成功说明高等动物体细胞的分化在体外特定条件下是可逆的
3.(2024·南阳期末)骨髓基质细胞是骨髓中的干细胞,经诱导可以生成心肌细胞、成骨细胞、神经细胞等。脑缺血会造成局部脑神经细胞的不可逆损伤,甚至死亡。运用干细胞疗法有可能实现对脑缺血引起的受损伤神经细胞的结构与功能的修复和重建。下列相关叙述错误的是 ( )
A.骨髓基质细胞生成不同类型细胞的过程中既有细胞增殖也有细胞分化
B.骨髓基质细胞生成不同类型细胞的过程中细胞核基因的种类没有改变
C.利用干细胞疗法治愈脑神经损伤患者,可体现出动物细胞的细胞核具有全能性
D.同一个体中,心肌细胞、成骨细胞和神经细胞的细胞质中的mRNA,既有相同的又有不同的
[易错提醒]
有关细胞全能性和细胞分化的四个易错点
①种子萌发、壁虎断尾再生均不能表现细胞的全能性,因为它们发育的起点不是一个细胞,后者也没有产生新个体。
②同一个体的不同体细胞形态、结构不同的根本原因是基因的选择性表达,而不是遗传物质的不同。
③一般来说,细胞分化程度越高,全能性越难以表达,但卵细胞的分化程度较高,其全能性也较高。
④同一个体不同类型的分化细胞内,遗传物质相同,mRNA和蛋白质并非完全不同。
主题研习(二) 细胞的衰老和死亡
(一)细胞的衰老
1.细胞衰老的特征
形态 结构 方面 ①细胞萎缩,体积 ; ②细胞膜 改变,使物质运输功能 ; ③细胞核的体积 ,核膜内折,染色质收缩、染色
细胞 内的 物质 方面 ①水:水分 ; ②酶:多种酶的活性 ,呼吸速率减慢,新陈代谢速率 ; ③色素:细胞内的 逐渐积累,妨碍细胞内物质的
2.细胞衰老的原因
(1)自由基学说
(2)端粒学说
(二)细胞的死亡
1.细胞凋亡
概念 由 所决定的细胞自动结束生命的过程
类型 ①个体发育中细胞的 ; ②成熟生物体中细胞的 ; ③被病原体感染的细胞的
意义 ①多细胞生物体完成正常发育; ②维持内部环境的稳定; ③抵御外界各种因素的干扰
2.细胞坏死
在种种不利因素影响下,如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激下,由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
3.细胞自噬
概念 在一定条件下,细胞会将受损或功能退化的细胞结构等,通过 降解后再利用,这就是细胞自噬
对象 受损或功能退化的细胞结构等
作用 条件 ①在营养缺乏条件下,获得维持生存所需的物质和能量; ②细胞受到损伤或细胞衰老时,清除受损或衰老的 ; ③微生物入侵时,清除感染的
自我诊断
1.概念理解(判断正误)
(1)蝌蚪尾巴逐渐消失是细胞坏死的结果。 ( )
(2)抑制细胞端粒酶的活性有助于延缓细胞衰老。 ( )
(3)癌细胞通过无氧呼吸在线粒体中产生大量乳酸。 ( )
(4)人体各组织细胞的衰老总是同步的。 ( )
(5)细胞凋亡过程中不需要新合成蛋白质。 ( )
(6)清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象。 ( )
2.事理分析
(1)(人教版必修1 P123“图6 8”挖掘分析)细胞衰老过程中细胞代谢会减慢,原因是
。
(2)(人教版必修1 P124正文探究思考)端粒酶是延长端粒的一种酶,是由RNA和蛋白质组成的复合体,属于逆转录酶。它以自身的RNA作为端粒DNA逆转录的模板,合成出DNA序列后添加到染色体的末端并与蛋白质结合,从而稳定染色体的结构。据此从染色体水平分析癌细胞无限增殖的可能原因:
。
(3)(人教版必修1 P127“拓展应用”问题分析)白细胞与红细胞的功能不同,凋亡的速率也不同,白细胞凋亡的速率比红细胞快得多。请结合这一实例说明细胞凋亡的生物学意义:
。
题点(一) 细胞衰老的特征、原因及意义
1.(2024·河北高考)核DNA受到损伤时,ATM蛋白与受损部位结合,被激活后参与DNA修复,同时可诱导抗氧化酶基因H的表达。下列分析错误的是 ( )
A.细胞在修复受损的DNA时,抗氧化能力也会提高
B.ATM在细胞质合成和加工后,经核孔进入细胞核发挥作用
C.H蛋白可减缓氧化产生的自由基导致的细胞衰老
D.ATM基因表达增强的个体受辐射后更易患癌
2.在人体生命活动中,细胞不断进行各种氧化反应,很容易产生异常活泼的带电分子或基团,即自由基。自由基攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子,致使细胞衰老等。下列有关说法正确的是 ( )
A.若自由基攻击细胞膜上的受体分子,不会影响细胞间的信息交流
B.若自由基攻击细胞膜中的DNA分子,可能会引起基因碱基序列的改变
C.若自由基攻击磷脂分子,可能影响葡萄糖进入线粒体氧化分解
D.人体细胞若能及时清除自由基,可能延缓细胞衰老
题点(二) 细胞的死亡与细胞自噬
3.研究表明,人类许多疾病的发生,可能与细胞自噬发生障碍有关。下列关于细胞自噬的叙述,错误的是 ( )
A.细胞内的ATP能为细胞自噬过程提供能量
B.溶酶体膜破裂释放出的各种酸性水解酶在细胞质基质中活性不变
C.通过细胞自噬可以清除受损或衰老的细胞器及感染的微生物和毒素
D.细胞在营养缺乏的条件下,可通过细胞自噬降解非必需物质以维持生存
4.(2025·焦作一模)细胞焦亡又称炎症程序性细胞死亡,是细胞被病原体感染时发生的程序性死亡。细胞焦亡的表现:当细胞接受某种信号或受到某些因素刺激后,细胞体积不断胀大直至细胞膜破裂,导致细胞内容物释放,并引起多种炎症反应。下列相关叙述正确的是 ( )
A.细胞焦亡的本质是细胞坏死,不利于维持生物体内部环境的稳定
B.人体内正在进行有丝分裂的细胞不可能发生细胞焦亡
C.细胞焦亡过程中不存在基因的选择性表达
D.焦亡后的细胞碎片可以被吞噬细胞清理
[归纳拓展] 细胞凋亡和细胞自噬的区别与联系
①形态学上的区别:凋亡会使染色质固缩,染色加深,细胞膜内陷形成凋亡小体,最后细胞解体;自噬是形成双层膜的自噬泡,包裹细胞质内的物质,然后与溶酶体融合消化掉内容物。
②生理意义上的区别:凋亡是正常的细胞死亡途径,凋亡后,细胞必定死亡;自噬只是细胞在高胁迫的环境中的一种应急机制,旨在为自身提供营养或者降解错误折叠的蛋白质等,不一定引起死亡。
③联系:有些激烈的细胞自噬,可能诱导细胞凋亡。
第2讲 细胞的分化、衰老和死亡
主题研习(一)
基础全面落实
1．形态、结构和生理功能 组织和器官 遗传信息的表达 基因的选择性表达 专门化 2.完整有机体 其他各种细胞 植物细胞 细胞核 离体 3.分裂和分化 早期胚胎 内细胞团
[自我诊断]
1．(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√
2．(1)同一个体中，两种细胞都是由同一个受精卵经分裂和分化而形成的，不同体细胞在形态、结构和功能上不同的根本原因是基因的选择性表达，直接原因是细胞中的蛋白质不同
(2)不能 细胞全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，仅将干细胞体外培育出组织和器官不能体现细胞的全能性
考向精细研究
1．选D 毛囊干细胞分化为不同种类细胞的过程中遗传物质不变，细胞分化是基因选择性表达的结果，A错误；毛囊干细胞的增殖具有周期性，绝大多数毛囊干细胞处于分裂间期，因为在细胞周期中，分裂间期的时间最长，B错误；休眠状态的毛囊干细胞为维持正常的生命活动，细胞内物质的合成与分解仍然在进行，C错误；由毛囊干细胞分化来的不同细胞内，细胞器的功能一般不变，D正确。
2．选A 人的多能干细胞转化为具有全能性细胞的过程中发生了逆分化，A错误；细胞内含有个体发育所需的全套基因是细胞具有全能性的内在因素，B正确；全能胚胎干细胞含有该生物全套遗传物质，可在一定条件下分化为各种组织细胞，可体现其全能性，C正确；该研究的成功说明高等动物体细胞的分化在体外特定条件下是可逆的，D正确。
3．选C 骨髓基质细胞是骨髓中的干细胞，通过细胞增殖和分化可以生成心肌细胞、成骨细胞、神经细胞等，因此，骨髓基质细胞生成不同类型细胞的过程中既有细胞增殖也有细胞分化，A正确；细胞增殖和分化过程中核遗传物质不变，因此骨髓基质细胞经过增殖和分化生成不同类型细胞的过程中细胞核基因的种类没有改变，B正确；利用干细胞疗法治愈患者，没有体现出动物细胞的细胞核具有全能性，因为没有分化出各种细胞或形成新的个体，C错误；同一个体中，心肌细胞、成骨细胞和神经细胞是通过细胞分化形成的，细胞分化是基因选择性表达的结果，因此心肌细胞、成骨细胞和神经细胞的细胞质中的mRNA，既有相同的又有不同的，D正确。
主题研习(二)
基础全面落实
(一)1.变小 通透性 降低 增大 加深 减少 降低 减慢 色素 交流和传递 2.(1)带电分子或基团 基因突变 (2)DNA—蛋白质复合体
(二)1.基因 程序性死亡 自然更新 清除 3.溶酶体 细胞器 微生物和毒素
[自我诊断]
1．(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
2．(1)细胞内的水分减少，多种酶活性降低，细胞膜通透性改变，染色质收缩等
(2)癌细胞能激活端粒酶活性，合成出DNA序列后添加到染色体的末端并与蛋白质结合，从而稳定染色体的结构
(3)细胞凋亡的速率与它们的功能有关系。因为白细胞的主要功能是吞噬病菌等，所以白细胞凋亡的速率很快。细胞凋亡不仅保证了多细胞生物个体发育的正常进行，而且在维持生物体内部环境的稳定、抵御外界各种因素的干扰方面也都起着非常关键的作用
考向精细研究
1．选D 由题意可知，ATM蛋白被激活后参与DNA的修复，同时诱导抗氧化酶基因H的表达，所以细胞修复受损DNA时抗氧化能力会提高，A正确；ATM在细胞质内的核糖体上合成，经核孔进入细胞核发挥作用，B正确；氧化反应很容易产生自由基，自由基会攻击蛋白质使其活性下降，导致细胞衰老，H蛋白是抗氧化酶，可以提高细胞的抗氧化能力，减缓氧化产生的自由基导致的细胞衰老，C正确；ATM基因表达增强的个体核DNA受到损伤后更易得到修复，受辐射后可能更不易患癌，D错误。
2．选D 信息分子与受体结合，完成信息的传递，若自由基攻击细胞膜上的受体分子，会影响细胞间的信息交流，A错误；细胞膜中没有DNA分子，B错误；葡萄糖的氧化分解发生在细胞质基质中，葡萄糖不会进入线粒体，C错误；依题意，自由基会使细胞内多种物质氧化，影响这些物质的功能，加速细胞衰老等，因此，人体细胞若能及时清除自由基，可能延缓细胞衰老，D正确。
3．选B 细胞内的ATP能为细胞自噬过程提供能量，A正确；酶的活性与pH有关，细胞质基质中pH与溶酶体中不同，故溶酶体中水解酶进入细胞质基质后，其活性会发生改变，B错误；通过细胞自噬可以清除受损或衰老的细胞器及感染的微生物和毒素，C正确；细胞在营养缺乏的条件下，可通过细胞自噬降解非必需物质以维持生存，D正确。
4．选D 细胞焦亡是细胞主动进行的程序性死亡，有利于维持生物体内部环境的稳定，A错误；人体内正在进行有丝分裂的细胞也可能发生细胞焦亡，因为细胞焦亡是由细胞接受某种信号或受到某些因素刺激后发生的，与细胞是否正在进行有丝分裂无关，B错误；细胞焦亡过程中存在基因的选择性表达，因为细胞焦亡是由细胞接受某种信号或受到某些因素刺激后发生的，这些信号或因素可能会诱导细胞内某些基因的表达，C错误；焦亡后的细胞碎片可以被吞噬细胞清理，因为吞噬细胞可以识别和清除细胞碎片和异物维持组织内环境的稳定，D正确。(共70张PPT)
细胞的分化、衰老和死亡
第2讲
明确目标
1.说明在个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化，形成了复杂的多细胞生物体;
2.了解细胞的全能性与干细胞的应用;
3.描述在正常情况下，细胞衰老和死亡是一种自然的生理过程，说出细胞衰老和凋亡的特点。
建构知识体系
目录
主题研习（一）
主题研习（二）
细胞的分化与全能性
课时跟踪检测
细胞的衰老和死亡
主题研习(一) 细胞的分化与全能性
1.细胞的分化
基础全面落实
形态、结构和生理功能
组织和器官
遗传信
息的表达
基因的选择性表达
专门化
2.细胞的全能性
完整有机体
其他各种细胞
植物细胞
细胞核
离体
3.干细胞
分裂和分化
早期胚胎
内细胞团
自我诊断
1.概念理解(判断正误)
(1)肝细胞的形成是细胞分裂、分化的结果。 ( )
(2)XO(去除Y染色体)胚胎干细胞转变为有功能的卵母细胞的过程发生了细胞分化。 ( )
(3)细胞分化只发生在胚胎发育阶段。 ( )
(4)胚胎干细胞为未分化细胞，不进行基因选择性表达。 ( )
(5)细胞分化使各种细胞的遗传物质发生改变。 ( )
(6)高度分化的细胞执行特定的功能，一般不能再分裂增殖。 ( )
√
√
×
×
×
√
2.事理分析
(1)人体的上皮细胞和神经细胞的核基因的种类和数量在同一个体中是相同的，但二者在形态、结构、功能上存在差异，请分析原因:
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
同一个体中，两种细胞都是由同一个受精卵经分裂和分化而形成的，
不同体细胞在形态、结构和功能上不同的根本原因是基因的选择性
表达，直接原因是细胞中的蛋白质不同
(2)利用干细胞的分离和体外培养可在体外培育出组织和器官，并最终通过组织或器官移植实现对临床疾病的治疗。将干细胞体外培育出组织和器官的过程______ (填“能”或“不能”)体现了体细胞的全能性，原因是________________________________________________
___________________________________________________________________________________________。
不能
细胞全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整
有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，仅将干细胞体外培育出
组织和器官不能体现细胞的全能性
题点(一) 细胞分化的实质和特点
1.(2025·林州一中模拟)毛囊干细胞是毛囊中的原始细胞，人的毛发都由毛囊中的细胞分化而来;毛囊干细胞也可以分化为皮脂腺，产生皮肤所需要的油脂。毛囊干细胞具有多向分化潜能、高增殖能力和保持休眠状态的能力。下列叙述正确的是( )
考向精细研究
A.毛囊干细胞分化为不同种类细胞的过程中遗传物质发生选择性改变
B.毛囊干细胞的增殖具有周期性，且绝大多数毛囊干细胞处于分裂期
C.休眠状态的毛囊干细胞内物质的合成与分解均处于停止状态
D.由毛囊干细胞分化而来的不同细胞内，细胞器的功能一般不发生改变
√
解析:毛囊干细胞分化为不同种类细胞的过程中遗传物质不变，细胞分化是基因选择性表达的结果，A错误;毛囊干细胞的增殖具有周期性，绝大多数毛囊干细胞处于分裂间期，因为在细胞周期中，分裂间期的时间最长，B错误;休眠状态的毛囊干细胞为维持正常的生命活动，细胞内物质的合成与分解仍然在进行，C错误;由毛囊干细胞分化来的不同细胞内，细胞器的功能一般不变，D正确。
[思维建模] “四看”法判断细胞是否发生分化
①一看细胞形态:肌细胞呈梭形、红细胞呈中央微凹的圆饼状、神经细胞呈突起状等。
②二看细胞结构:分化可形成不同种类的细胞(尤其是细胞器种类和数量有较大差异)。
③三看细胞功能:细胞分化可导致细胞功能的特化，即呈现“特异功能”，如运动、运输、储存、免疫等功能。
④四看特殊物质:细胞分化后可能会有特殊物质的合成，如合成抗体、胰岛素、血红蛋白等。
题点(二) 细胞全能性与干细胞的应用
2.(2025·茂名模拟)科学家们发现了一种非转基因、快速且可控的“鸡尾酒”细胞重编程方法，能够将人的多能干细胞转化为全能性的8细胞期胚胎样细胞。下列叙述错误的是( )
A.人的多能干细胞转化为具有全能性细胞要经过细胞分化过程
B.细胞具有全能性的原因是细胞含有个体发育的全套基因
C.全能胚胎干细胞可分化为各种组织细胞，可体现其全能性
D.该研究的成功说明高等动物体细胞的分化在体外特定条件下是可逆的
√
解析:人的多能干细胞转化为具有全能性细胞的过程中发生了逆分化，A错误;细胞内含有个体发育所需的全套基因是细胞具有全能性的内在因素，B正确;全能胚胎干细胞含有该生物全套遗传物质，可在一定条件下分化为各种组织细胞，可体现其全能性，C正确;该研究的成功说明高等动物体细胞的分化在体外特定条件下是可逆的，D正确。
3.(2024·南阳期末)骨髓基质细胞是骨髓中的干细胞，经诱导可以生成心肌细胞、成骨细胞、神经细胞等。脑缺血会造成局部脑神经细胞的不可逆损伤，甚至死亡。运用干细胞疗法有可能实现对脑缺血引起的受损伤神经细胞的结构与功能的修复和重建。下列相关叙述错误的是 ( )
A.骨髓基质细胞生成不同类型细胞的过程中既有细胞增殖也有细胞分化
B.骨髓基质细胞生成不同类型细胞的过程中细胞核基因的种类没有改变
C.利用干细胞疗法治愈脑神经损伤患者，可体现出动物细胞的细胞核具有全能性
D.同一个体中，心肌细胞、成骨细胞和神经细胞的细胞质中的mRNA，既有相同的又有不同的
√
解析:骨髓基质细胞是骨髓中的干细胞，通过细胞增殖和分化可以生成心肌细胞、成骨细胞、神经细胞等，因此，骨髓基质细胞生成不同类型细胞的过程中既有细胞增殖也有细胞分化，A正确;细胞增殖和分化过程中核遗传物质不变，因此骨髓基质细胞经过增殖和分化生成不同类型细胞的过程中细胞核基因的种类没有改变，B正确;利用干细胞疗法治愈患者，没有体现出动物细胞的细胞核具有全能性，因为没有分化出各种细胞或形成新的个体，C错误;同一个体中，心肌细胞、成骨细胞和神经细胞是通过细胞分化形成的，细胞分化是基因选择性表达的结果，因此心肌细胞、成骨细胞和神经细胞的细胞质中的mRNA，既有相同的又有不同的，D正确。
[易错提醒]
有关细胞全能性和细胞分化的四个易错点
①种子萌发、壁虎断尾再生均不能表现细胞的全能性，因为它们发育的起点不是一个细胞，后者也没有产生新个体。
②同一个体的不同体细胞形态、结构不同的根本原因是基因的选择性表达，而不是遗传物质的不同。
③一般来说，细胞分化程度越高，全能性越难以表达，但卵细胞的分化程度较高，其全能性也较高。
④同一个体不同类型的分化细胞内，遗传物质相同，mRNA和蛋白质并非完全不同。
主题研习(二) 细胞的衰老和死亡
基础全面落实
(一)细胞的衰老
1.细胞衰老的特征
形态结构方面 ①细胞萎缩，体积______;
②细胞膜_________改变，使物质运输功能______;
③细胞核的体积______，核膜内折，染色质收缩、染色______
细胞内的物质 方面 ①水:水分_____;
②酶:多种酶的活性_____，呼吸速率减慢，新陈代谢速率_____;
③色素:细胞内的_____逐渐积累，妨碍细胞内物质的__________
变小
通透性
降低
增大
加深
减少
降低
减慢
色素
交流和传递
2.细胞衰老的原因
(1)自由基学说
带电分子或基团
基因突变
(2)端粒学说
DNA—蛋白质
复合体
(二)细胞的死亡
1.细胞凋亡
概念 由_____所决定的细胞自动结束生命的过程
类型 ①个体发育中细胞的______________;
②成熟生物体中细胞的___________;
③被病原体感染的细胞的______
意义 ①多细胞生物体完成正常发育;
②维持内部环境的稳定;
③抵御外界各种因素的干扰
基因
程序性死亡
自然更新
清除
2.细胞坏死
在种种不利因素影响下，如极端的物理、化学因素或严重的病理性刺激下，由细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和死亡。
3.细胞自噬
概念 在一定条件下，细胞会将受损或功能退化的细胞结构等，通过________降解后再利用，这就是细胞自噬
对象 受损或功能退化的细胞结构等
作用 条件 ①在营养缺乏条件下，获得维持生存所需的物质和能量;
②细胞受到损伤或细胞衰老时，清除受损或衰老的________;
③微生物入侵时，清除感染的_____________
溶酶体
细胞器
微生物和毒素
自我诊断
1.概念理解(判断正误)
(1)蝌蚪尾巴逐渐消失是细胞坏死的结果。 ( )
(2)抑制细胞端粒酶的活性有助于延缓细胞衰老。 ( )
(3)癌细胞通过无氧呼吸在线粒体中产生大量乳酸。 ( )
(4)人体各组织细胞的衰老总是同步的。 ( )
(5)细胞凋亡过程中不需要新合成蛋白质。 ( )
(6)清除被病原体感染细胞的过程中不存在细胞凋亡现象。 ( )
×
×
×
×
×
×
2.事理分析
(1)(人教版必修1 P123“图6-8”挖掘分析)细胞衰老过程中细胞代谢会减慢，原因是____________________________________________
_____________________。
(2)(人教版必修1 P124正文探究思考)端粒酶是延长端粒的一种酶，是由RNA和蛋白质组成的复合体，属于逆转录酶。它以自身的RNA作为端粒DNA逆转录的模板，合成出DNA序列后添加到染色体的末端并与蛋白质结合，从而稳定染色体的结构。据此从染色体水平分析癌细胞无限增殖的可能原因:___________________________________
____________________________________________________________。
细胞内的水分减少，多种酶活性降低，细胞膜通透
性改变，染色质收缩等
癌细胞能激活端粒酶活性，合成出DNA
序列后添加到染色体的末端并与蛋白质结合，从而稳定染色体的结构
(3)(人教版必修1 P127“拓展应用”问题分析)白细胞与红细胞的功能不同，凋亡的速率也不同，白细胞凋亡的速率比红细胞快得多。请结合这一实例说明细胞凋亡的生物学意义:_____________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
细胞凋亡的速率与它们
的功能有关系。因为白细胞的主要功能是吞噬病菌等，所以白细胞
凋亡的速率很快。细胞凋亡不仅保证了多细胞生物个体发育的正常
进行，而且在维持生物体内部环境的稳定、抵御外界各种因素的干
扰方面也都起着非常关键的作用
考向精细研究
题点(一) 细胞衰老的特征、原因及意义
1.(2024·河北高考)核DNA受到损伤时，ATM蛋白与受损部位结合，被激活后参与DNA修复，同时可诱导抗氧化酶基因H的表达。下列分析错误的是( )
A.细胞在修复受损的DNA时，抗氧化能力也会提高
B.ATM在细胞质合成和加工后，经核孔进入细胞核发挥作用
C.H蛋白可减缓氧化产生的自由基导致的细胞衰老
D.ATM基因表达增强的个体受辐射后更易患癌
√
解析:由题意可知，ATM蛋白被激活后参与DNA的修复，同时诱导抗氧化酶基因H的表达，所以细胞修复受损DNA时抗氧化能力会提高，A正确;ATM在细胞质内的核糖体上合成，经核孔进入细胞核发挥作用，B正确;氧化反应很容易产生自由基，自由基会攻击蛋白质使其活性下降，导致细胞衰老，H蛋白是抗氧化酶，可以提高细胞的抗氧化能力，减缓氧化产生的自由基导致的细胞衰老，C正确;ATM基因表达增强的个体核DNA受到损伤后更易得到修复，受辐射后可能更不易患癌，D错误。
2.在人体生命活动中，细胞不断进行各种氧化反应，很容易产生异常活泼的带电分子或基团，即自由基。自由基攻击和破坏细胞内各种执行正常功能的生物分子，致使细胞衰老等。下列有关说法正确的是 ( )
A.若自由基攻击细胞膜上的受体分子，不会影响细胞间的信息交流
B.若自由基攻击细胞膜中的DNA分子，可能会引起基因碱基序列的改变
C.若自由基攻击磷脂分子，可能影响葡萄糖进入线粒体氧化分解
D.人体细胞若能及时清除自由基，可能延缓细胞衰老
√
解析:信息分子与受体结合，完成信息的传递，若自由基攻击细胞膜上的受体分子，会影响细胞间的信息交流，A错误;细胞膜中没有DNA分子，B错误;葡萄糖的氧化分解发生在细胞质基质中，葡萄糖不会进入线粒体，C错误;依题意，自由基会使细胞内多种物质氧化，影响这些物质的功能，加速细胞衰老等，因此，人体细胞若能及时清除自由基，可能延缓细胞衰老，D正确。
题点(二) 细胞的死亡与细胞自噬
3.研究表明，人类许多疾病的发生，可能与细胞自噬发生障碍有关。下列关于细胞自噬的叙述，错误的是( )
A.细胞内的ATP能为细胞自噬过程提供能量
B.溶酶体膜破裂释放出的各种酸性水解酶在细胞质基质中活性不变
C.通过细胞自噬可以清除受损或衰老的细胞器及感染的微生物和毒素
D.细胞在营养缺乏的条件下，可通过细胞自噬降解非必需物质以维持生存
√
解析:细胞内的ATP能为细胞自噬过程提供能量，A正确;酶的活性与pH有关，细胞质基质中pH与溶酶体中不同，故溶酶体中水解酶进入细胞质基质后，其活性会发生改变，B错误;通过细胞自噬可以清除受损或衰老的细胞器及感染的微生物和毒素，C正确;细胞在营养缺乏的条件下，可通过细胞自噬降解非必需物质以维持生存，D正确。
4.(2025·焦作一模)细胞焦亡又称炎症程序性细胞死亡，是细胞被病原体感染时发生的程序性死亡。细胞焦亡的表现:当细胞接受某种信号或受到某些因素刺激后，细胞体积不断胀大直至细胞膜破裂，导致细胞内容物释放，并引起多种炎症反应。下列相关叙述正确的是 ( )
A.细胞焦亡的本质是细胞坏死，不利于维持生物体内部环境的稳定
B.人体内正在进行有丝分裂的细胞不可能发生细胞焦亡
C.细胞焦亡过程中不存在基因的选择性表达
D.焦亡后的细胞碎片可以被吞噬细胞清理
√
解析:细胞焦亡是细胞主动进行的程序性死亡，有利于维持生物体内部环境的稳定，A错误;人体内正在进行有丝分裂的细胞也可能发生细胞焦亡，因为细胞焦亡是由细胞接受某种信号或受到某些因素刺激后发生的，与细胞是否正在进行有丝分裂无关，B错误;细胞焦亡过程中存在基因的选择性表达，因为细胞焦亡是由细胞接受某种信号或受到某些因素刺激后发生的，这些信号或因素可能会诱导细胞内某些基因的表达，C错误;焦亡后的细胞碎片可以被吞噬细胞清理，因为吞噬细胞可以识别和清除细胞碎片和异物维持组织内环境的稳定，D正确。
[归纳拓展] 细胞凋亡和细胞自噬的区别与联系
①形态学上的区别:凋亡会使染色质固缩，染色加深，细胞膜内陷形成凋亡小体，最后细胞解体;自噬是形成双层膜的自噬泡，包裹细胞质内的物质，然后与溶酶体融合消化掉内容物。
②生理意义上的区别:凋亡是正常的细胞死亡途径，凋亡后，细胞必定死亡;自噬只是细胞在高胁迫的环境中的一种应急机制，旨在为自身提供营养或者降解错误折叠的蛋白质等，不一定引起死亡。
③联系:有些激烈的细胞自噬，可能诱导细胞凋亡。
课时跟踪检测
(标 的题目为推荐讲评题目，配有精品课件)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
一、选择题
1. 同一个体输卵管细胞与胰岛细胞的形态、结构和功能不同，其根本原因是这两种细胞的( )
A.核DNA的碱基排列顺序不同
B.tRNA不完全相同
C.合成的蛋白质不完全相同
D.mRNA不完全相同
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
解析:同一个体输卵管细胞与胰岛细胞由同一个受精卵分裂、分化而来，细胞中核DNA的碱基排列顺序相同，A错误;tRNA是氨基酸的搬运工，同一个体细胞中tRNA的种类是相同的，B错误;由于细胞分化，基因的选择性表达，mRNA不完全相同，导致合成的蛋白质不完全相同，所以，这两种细胞形态、结构、功能不同的根本原因是mRNA不完全相同，直接原因是蛋白质不完全相同，C错误，D正确。
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
2.(2025·西安模拟)下列能说明细胞已发生分化的依据是 ( )
A.RNA聚合酶结合到DNA上
B.缺氧条件下进行无氧呼吸
C.细胞中有胰岛素的DNA
D.细胞中有胰岛素的mRNA
√
9
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
解析:RNA聚合酶结合到DNA上说明该DNA正在进行转录，不能说明细胞是否分化，A错误;绝大多数细胞在缺氧条件下都能进行无氧呼吸，与细胞是否分化无直接关系，B错误;通常同一生物体所有具核体细胞都含有全套相同的核基因，因此具有胰岛素的DNA，不能说明细胞已经发生分化，C错误;只有胰岛B细胞能合成胰岛素，细胞中有胰岛素的mRNA，说明该细胞发生了分化，D正确。
9
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
3.(2024·南通三模)随着年龄的增长，“老年斑”的出现是由细胞衰老导致的。相关叙述错误的是 ( )
A.细胞衰老与细胞对环境变化的适应能力和维持细胞内稳态的能力下降有关
B.细胞衰老过程中细胞代谢能力下降，各种蛋白质的合成能力都会降低
C.细胞衰老过程中细胞内线粒体数量减少，同时线粒体结构也发生改变
D.根据自由基学说，及时清除自由基，可以延缓细胞衰老，减少“老年斑”发生
√
9
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
解析:细胞对环境变化的适应能力和维持细胞内稳态的能力下降会引发细胞衰老，A正确;细胞衰老过程中细胞代谢能力下降，多种蛋白质的合成能力都会降低，但有些导致衰老过程发生的相关蛋白的合成反而增多，B错误;细胞衰老过程中代谢速率减弱，参与代谢的线粒体数量会减少，同时线粒体结构也发生异常变化，C正确;根据自由基学说，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，致使细胞衰老，及时清除自由基，可以延缓细胞衰老，减少“老年斑”发生，D正确。
9
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
4.人的角膜是覆盖眼睛的透明组织层，角膜干细胞通过增殖分化产生角膜上皮细胞来取代垂死细胞进而维持角膜。短期睡眠不足会加速角膜干细胞的增殖分化，长期睡眠不足则会造成角膜变薄。下列相关叙述正确的是 ( )
A.人体对角膜中垂死细胞的清除过程属于细胞凋亡
B.角膜上皮细胞中特有基因的表达使其呈现透明状
C.睡眠不足会加速角膜上皮细胞的增殖分化、衰老凋亡
D.角膜干细胞分化成角膜上皮细胞体现了动物细胞的全能性
√
9
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
解析:人体对角膜中垂死细胞的清除过程，属于细胞凋亡，A正确;一般情况下，人体内的细胞不含特有基因，B错误;据题意可知，短期睡眠不足会加速角膜干细胞的增殖分化，C错误;角膜干细胞分化成角膜上皮细胞的过程中没有形成新个体，也没有形成各种组织细胞，故没有体现动物细胞的全能性，D错误。
9
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
5.人脐带间充质干细胞(hUC-MSCs)是一种来源于人脐带组织且具有自我更新、多向分化的多潜能干细胞。hUC-MSCs在体外培养时容易趋向衰老、逐渐失去快速增殖和多向分化潜能，从而限制其临床应用。下列叙述正确的是 ( )
A.hUC-MSCs具有多向分化的潜能，说明其具有全能性
B.hUC-MSCs可以靠细胞分裂增加细胞的数量，分裂过程中细胞体积不会增大
C.hUC-MSCs的分化和衰老都会表现为细胞的形态、结构和功能发生变化
D.hUC-MSCs进入衰老状态，细胞核中的染色质会出现松散现象，导致细胞核的体积增大
√
9
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
解析:细胞的全能性是指具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，hUC-MSCs具有多向分化潜能，不能说明其具有全能性，A错误;hUC-MSCs可以靠细胞分裂增加细胞的数量，分裂间期细胞体积会有适度的增长，B错误;细胞分化和衰老都会表现为细胞的形态、结构和功能发生变化，C正确;hUC-MSCs进入衰老状态，细胞核中的染色质会出现收缩状态，D错误。
9
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
6.(2025·柳州期末)转分化是指一种已分化细胞转变成另一种分化细胞的现象。将发育中的蝾螈晶状体摘除，虹膜上一部分含黑色素的平滑肌细胞就会失去黑色素和肌纤维蛋白，再转变为能产生晶状体蛋白的晶状体细胞，最终再生晶状体。下列有关叙述正确的是 ( )
A.晶状体的再生过程发生了细胞的分裂、分化与癌变
B.晶状体的再生说明虹膜上的平滑肌细胞具有全能性
C.与转分化之前相比，转分化后的细胞中mRNA种类不变，蛋白质的种类改变
D.某动物体内因某些特殊因素影响使胰岛外分泌细胞转化为肝细胞，该过程属于转分化现象
9
√
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
解析:由题意可知，晶状体的再生过程发生了细胞的分裂与分化，A错误;晶状体的再生过程并未形成一个完整个体或各种组织细胞，所以不能说明虹膜上的平滑肌细胞具有全能性，B错误;由题意可知，转分化是一种已分化细胞转变成另一种分化细胞，由于都是由一个受精卵发育而来的，所以在转分化过程中核遗传物质不会发生改变，但细胞种类发生改变，所以DNA转录和翻译得到的mRNA和蛋白质的种类和数量发生了较大的变化，C错误;由转分化的概念可知，胰岛外分泌细胞转化为肝细胞的过程是一种已分化细胞转化为另一种分化细胞的现象，所以属于一种转分化现象，D正确。
9
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
9
√
7.(2024·南昌二模)Klotho基因位于人类第13号染色体上，其表达产物会影响端粒酶(能延长端粒)的活性，是一种与衰老密切相关的基因。研究发现，Klotho基因缺陷的小鼠比正常小鼠寿命缩短了80%，而Klotho基因过度表达后能够延长雄、雌鼠的寿命。下列相关叙述错误的是 ( )
A.衰老的细胞萎缩，细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩
B.Klotho基因的表达产物抑制了端粒酶的活性，防止细胞衰老
C.自由基可能会攻击Klotho基因，引起基因突变，导致细胞衰老
D.Klotho基因缺陷小鼠细胞中可能因DNA受损而引起寿命缩短
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
9
解析:衰老的细胞的特点有细胞水分减少，细胞萎缩，细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩等，A正确;Klotho基因表达产物会影响端粒酶(能延长端粒)的活性，Klotho基因缺陷的小鼠比正常小鼠寿命缩短了80%，而Klotho基因过度表达后能够延长雄、雌鼠的寿命，说明Klotho基因表达产物促进了端粒酶的活性，防止细胞衰老，B错误;自由基会引起细胞衰老，因此推测自由基可能会攻击Klotho基因，引起基因突变，导致细胞衰老，C正确;由B项分析可推测，Klotho基因缺陷小鼠细胞中可能因DNA受损而引起寿命缩短，D正确。
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
9
8.细胞凋亡受多对基因控制，其中A基因控制B基因的表达，B基因影响细胞凋亡。有科研团队对相同细胞进行不处理(①组)和敲除C基因处理(②组)，一段时间后，检测两组细胞中三种基因的相对表达量、细胞凋亡率的结果如下表。下列相关叙述错误的是 ( )
组别 A基因相对 表达量/% B基因相对 表达量/% C基因相对 表达量/% 细胞凋
亡率/%
①组 33.4 44.2 46 21
②组 33.4 44.3 0 83
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
9
A.B基因会促进C基因的表达
B.C基因不影响A基因的表达
C.A、B、C基因都影响细胞凋亡
D.C基因的表达不会促进细胞凋亡
解析:由题干信息无法得出B基因会促进C基因的表达的结论，A错误。从表格数据看，无论是否敲除C基因，A基因的表达量都没有变化，说明C基因不影响A基因的表达，B正确。由题干信息可知，A基因和B基因的表达量变化与细胞凋亡率有关，说明它们影响细胞凋亡;敲除C基因后，与①组相比细胞凋亡率有所升高，说明C基因也影响细胞凋亡，但其表达不会促进细胞凋亡，C、D正确。
√
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
9
9.绝大多数肠上皮细胞没有增殖能力，只有那些处在小肠上皮凹陷——肠隐窝里的上皮细胞，才有活跃的分裂增殖能力。当某个肠道上皮细胞死亡留下空缺之后，肠隐窝的干细胞就会分裂产生新的细胞，周围的肠道细胞会在伪足的帮助下，主动往空缺处移动，填补空缺。肠道上皮细胞的更新，对于肠道功能的维持非常重要。肠道上皮细胞增殖、迁移和挤压的异常，会导致炎性肠炎和肠癌等疾病的发生。下列有关叙述正确的是( )
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
9
A.肠隐窝的干细胞分裂产生的填补肠道上皮细胞死亡留下空缺的细胞仍然具有细胞周期
B.肠道上皮细胞由于增殖、迁移和挤压导致的异常，促进了小肠细胞的更新，属于细胞凋亡
C.在物理、化学等因素的不利影响下，原癌基因和抑癌基因发生突变可导致肠癌发生
D.随着肠道上皮细胞染色体端粒DNA不断缩短，细胞水分逐渐减少，细胞核体积减小
√
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
9
解析:由题干可知，除了肠隐窝的上皮细胞，绝大多数肠上皮细胞是没有增殖能力的，所以肠隐窝的干细胞分裂产生的细胞，即用于填补肠道上皮细胞死亡留下空缺的细胞不具有细胞周期，A错误;肠道上皮细胞由于增殖、迁移和挤压导致的异常，是在不利因素下发生的细胞死亡，属于细胞坏死，B错误;在物理、化学、生物因素的影响下，肠道上皮细胞原癌基因和抑癌基因可能发生突变，导致肠癌，C正确;随着肠道上皮细胞染色体端粒DNA的缩短，细胞会衰老，细胞水分逐渐减少，细胞体积减小，细胞核体积增大，D错误。
10.(2024·西安一模)PDCD5是一种与肿瘤细胞生长及凋亡密切相关的蛋白质。研究者通过慢病毒载体构建了稳定过量表达PDCD5的人表皮癌细胞A431细胞株，并对该细胞株的细胞增殖、细胞周期、细胞凋亡情况进行了研究，结果分别如图1、图2和图3所示，同时验证了PDCD5在肿瘤生长过程中通过改变p53基因表达量(p53蛋白能够促进细胞凋亡的发生)发挥其作用。已知细胞分裂间期分为G1(DNA合成前期)、
S(DNA合成期)、G2(DNA合成后
期)，M为分裂期。下列叙述错误
的是 ( )
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
9
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
9
A.对照组为导入空载体的人表皮癌细胞A431细胞株
B.PDCD5是通过阻断G2期进入M期来抑制细胞增殖
C.实验组A431细胞中p53蛋白的量较对照组要高
D.PDCD5会使实验组的基因表达水平均明显提高
√
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
9
解析:对照组为导入空载体的人表皮癌细胞A431细胞株，目的是排除导入A431细胞株的重组载体中载体本身对实验结果的影响，A正确;
G2为DNA合成后期，不再进行DNA复制，由图2可知，PDCD5是通过阻断G2进入M而抑制细胞增殖，B正确;实验验证了PDCD5在肿瘤生长过程中是通过改变p53基因的表达量发挥其作用，由图3可知，PDCD5能促进细胞凋亡，而p53蛋白能够促进细胞凋亡的发生，故实验组A431细胞中p53蛋白的量比对照组要高，C正确;PDCD5会使某些蛋白质的基因表达水平明显提高，但由于PDCD5促进细胞凋亡的作用，多数基因的表达水平会由于细胞逐渐凋亡而降低，D错误。
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
9
二、非选择题(除特别注明外，每空1分)
11.(11分)(2025·呼和浩特模拟)细胞凋亡是指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自动结束生命的过程，涉及一系列基因的激活、表达以及调控。下图表示细胞凋亡的过程，请据图回答下列问题:
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
9
(1)凋亡诱导因子的膜受体的合成与加工需要___________________
_________________ (填细胞器名称)的参与，凋亡诱导因子与膜受体结合，反映出细胞膜具有__________的功能。细胞凋亡是由基因控制的细胞程序性死亡的过程，凋亡过程中有新蛋白产生，这体现了_______
___________。
核糖体、内质网、
高尔基体和线粒体
信息交流
基因的
选择性表达
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
9
解析:膜受体化学本质是糖蛋白，蛋白质在细胞中的核糖体上合成，然后需要内质网和高尔基体加工，并由高尔基体产生的囊泡运输到细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。由题图可知膜受体能够结合凋亡诱导因子，激活细胞中与凋亡相关基因的表达，说明细胞膜具有信息交流的功能。细胞凋亡属于正常的生理现象，是由基因编码控制的细胞程序性死亡，凋亡过程中有新蛋白产生，体现了基因的选择性表达。
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
9
(2)细胞凋亡时细胞内存在一系列调控因子开启或关闭相关信号的传递过程。在糖皮质激素诱导鼠胸腺细胞凋亡的过程中，加入RNA合成抑制剂或蛋白质合成抑制剂均能抑制细胞凋亡的发生，原因可能是
____________________________________________________________________ (3分)。
细胞凋亡过程需要RNA、蛋白质等生物大分子作为调控因子(答案合理
即可)
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
9
解析:RNA合成抑制剂会影响RNA的产生，蛋白质合成抑制剂可能通过影响翻译过程影响蛋白质的产生。在糖皮质激素诱导鼠胸腺细胞凋亡过程中，加入RNA合成抑制剂或蛋白质合成抑制剂均能抑制细胞凋亡发生，原因可能是细胞凋亡过程需要RNA、蛋白质等生物大分子作为调控因子，也可能是RNA合成抑制剂或蛋白质合成抑制剂可通过抑制转录或翻译过程来抑制相关调控因子的合成，从而抑制细胞凋亡。
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
9
(3)在细胞受到损伤或微生物入侵时还可通过细胞自噬维持胞内环境的稳定。研究表明，人类许多疾病的发生可能与细胞自噬发生障碍有关。某科研团队欲探究“癌症与细胞自噬发生障碍的关系”，利用DEN(一种致癌因子)诱发大鼠肝癌，并分别在肝癌起始期和发展期对大鼠进行CQ(一种自噬抑制剂，可以抑制细胞自噬发生)处理，一段时间后观察各组大鼠肿瘤发生的情况，得到的部分实验结果如下表所示。
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
9
起始期 发展期 DEN 处理组 DEN+CQ 处理组 DEN 处理组 DEN+CQ
处理组
肿瘤发生率/% 30 90 90 60
最大肿瘤体积/mm3 3.5±2.5 17.1±5.6 312.0±132.9 8.3±6.0
肿瘤数量/个 0.6±0.4 2.5±0.6 3.6±0.7 1.6±0.6
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
9
①本实验还另外设置了两组对照组，其中一组用正常大鼠作为对照，另一组是________________作为对照，两组的肿瘤发生率相近且接近0。由表中结果推测，在DEN诱发的肝癌起始期，细胞自噬会_____ (填“促进”或“抑制”)肿瘤的发生，在肝癌的发展期，细胞自噬会______ (填“促进”或“抑制”)肿瘤的发生。
②结合此实验，你认为细胞自噬对于机体的利害作用是:
___________________________ (2分)。
单独使用CQ处理
抑制
促进
有利或有害由身体状态决定
1
5
6
7
8
10
11
2
3
4
9
解析:①题述实验除设置表中已有的单独用 DEN 处理作为对照组，还应另外设置对照组。其中一组是相应时间段单独使用CQ处理组(作为条件对照)，另一组是用正常大鼠作为对照(作为空白对照)，表中未列出的这些对照组的肿瘤发生率相近且接近0。由表中结果可知，在起始期的DEN+CQ处理组的肿瘤发生率高于DEN处理组，说明在DEN诱发的肝癌的起始期细胞自噬会抑制肿瘤的发生;在肝癌的发展期，DEN+CQ处理组的肿瘤发生率反而低于DEN处理组，说明在肝癌的发展期细胞自噬会促进肿瘤的发生。②结合细胞自噬的过程，肝癌的起始期细胞自噬会抑制肿瘤的发生，在肝癌的发展期，癌细胞可利用细胞自噬过程的水解产物作为自身细胞代谢的原料，以满足其持续增殖和生长的需要，由此可知，细胞自噬对机体的作用是有利或有害由身体状态决定。课时跟踪检测(十八) 细胞的分化、衰老和死亡
一、选择题
1.同一个体输卵管细胞与胰岛细胞的形态、结构和功能不同,其根本原因是这两种细胞的 ( )
A.核DNA的碱基排列顺序不同
B.tRNA不完全相同
C.合成的蛋白质不完全相同
D.mRNA不完全相同
2.(2025·西安模拟)下列能说明细胞已发生分化的依据是 ( )
A.RNA聚合酶结合到DNA上
B.缺氧条件下进行无氧呼吸
C.细胞中有胰岛素的DNA
D.细胞中有胰岛素的mRNA
3.(2024·南通三模)随着年龄的增长,“老年斑”的出现是由细胞衰老导致的。相关叙述错误的是 ( )
A.细胞衰老与细胞对环境变化的适应能力和维持细胞内稳态的能力下降有关
B.细胞衰老过程中细胞代谢能力下降,各种蛋白质的合成能力都会降低
C.细胞衰老过程中细胞内线粒体数量减少,同时线粒体结构也发生改变
D.根据自由基学说,及时清除自由基,可以延缓细胞衰老,减少“老年斑”发生
4.人的角膜是覆盖眼睛的透明组织层,角膜干细胞通过增殖分化产生角膜上皮细胞来取代垂死细胞进而维持角膜。短期睡眠不足会加速角膜干细胞的增殖分化,长期睡眠不足则会造成角膜变薄。下列相关叙述正确的是 ( )
A.人体对角膜中垂死细胞的清除过程属于细胞凋亡
B.角膜上皮细胞中特有基因的表达使其呈现透明状
C.睡眠不足会加速角膜上皮细胞的增殖分化、衰老凋亡
D.角膜干细胞分化成角膜上皮细胞体现了动物细胞的全能性
5.人脐带间充质干细胞(hUC MSCs)是一种来源于人脐带组织且具有自我更新、多向分化的多潜能干细胞。hUC MSCs在体外培养时容易趋向衰老、逐渐失去快速增殖和多向分化潜能,从而限制其临床应用。下列叙述正确的是 ( )
A.hUC MSCs具有多向分化的潜能,说明其具有全能性
B.hUC MSCs可以靠细胞分裂增加细胞的数量,分裂过程中细胞体积不会增大
C.hUC MSCs的分化和衰老都会表现为细胞的形态、结构和功能发生变化
D.hUC MSCs进入衰老状态,细胞核中的染色质会出现松散现象,导致细胞核的体积增大
6.(2025·柳州期末)转分化是指一种已分化细胞转变成另一种分化细胞的现象。将发育中的蝾螈晶状体摘除,虹膜上一部分含黑色素的平滑肌细胞就会失去黑色素和肌纤维蛋白,再转变为能产生晶状体蛋白的晶状体细胞,最终再生晶状体。下列有关叙述正确的是 ( )
A.晶状体的再生过程发生了细胞的分裂、分化与癌变
B.晶状体的再生说明虹膜上的平滑肌细胞具有全能性
C.与转分化之前相比,转分化后的细胞中mRNA种类不变,蛋白质的种类改变
D.某动物体内因某些特殊因素影响使胰岛外分泌细胞转化为肝细胞,该过程属于转分化现象
7.(2024·南昌二模)Klotho基因位于人类第13号染色体上,其表达产物会影响端粒酶(能延长端粒)的活性,是一种与衰老密切相关的基因。研究发现,Klotho基因缺陷的小鼠比正常小鼠寿命缩短了80%,而Klotho基因过度表达后能够延长雄、雌鼠的寿命。下列相关叙述错误的是 ( )
A.衰老的细胞萎缩,细胞核体积增大,核膜内折,染色质收缩
B.Klotho基因的表达产物抑制了端粒酶的活性,防止细胞衰老
C.自由基可能会攻击Klotho基因,引起基因突变,导致细胞衰老
D.Klotho基因缺陷小鼠细胞中可能因DNA受损而引起寿命缩短
8.细胞凋亡受多对基因控制,其中A基因控制B基因的表达,B基因影响细胞凋亡。有科研团队对相同细胞进行不处理(①组)和敲除C基因处理(②组),一段时间后,检测两组细胞中三种基因的相对表达量、细胞凋亡率的结果如下表。下列相关叙述错误的是 ( )
组别 A基因相对 表达量/% B基因相对 表达量/% C基因相对 表达量/% 细胞凋 亡率/%
①组 33.4 44.2 46 21
②组 33.4 44.3 0 83
A.B基因会促进C基因的表达
B.C基因不影响A基因的表达
C.A、B、C基因都影响细胞凋亡
D.C基因的表达不会促进细胞凋亡
9.绝大多数肠上皮细胞没有增殖能力,只有那些处在小肠上皮凹陷——肠隐窝里的上皮细胞,才有活跃的分裂增殖能力。当某个肠道上皮细胞死亡留下空缺之后,肠隐窝的干细胞就会分裂产生新的细胞,周围的肠道细胞会在伪足的帮助下,主动往空缺处移动,填补空缺。肠道上皮细胞的更新,对于肠道功能的维持非常重要。肠道上皮细胞增殖、迁移和挤压的异常,会导致炎性肠炎和肠癌等疾病的发生。下列有关叙述正确的是 ( )
A.肠隐窝的干细胞分裂产生的填补肠道上皮细胞死亡留下空缺的细胞仍然具有细胞周期
B.肠道上皮细胞由于增殖、迁移和挤压导致的异常,促进了小肠细胞的更新,属于细胞凋亡
C.在物理、化学等因素的不利影响下,原癌基因和抑癌基因发生突变可导致肠癌发生
D.随着肠道上皮细胞染色体端粒DNA不断缩短,细胞水分逐渐减少,细胞核体积减小
10.(2024·西安一模)PDCD5是一种与肿瘤细胞生长及凋亡密切相关的蛋白质。研究者通过慢病毒载体构建了稳定过量表达PDCD5的人表皮癌细胞A431细胞株,并对该细胞株的细胞增殖、细胞周期、细胞凋亡情况进行了研究,结果分别如图1、图2和图3所示,同时验证了PDCD5在肿瘤生长过程中通过改变p53基因表达量(p53蛋白能够促进细胞凋亡的发生)发挥其作用。已知细胞分裂间期分为G1(DNA合成前期)、S(DNA合成期)、G2(DNA合成后期),M为分裂期。下列叙述错误的是 ( )
A.对照组为导入空载体的人表皮癌细胞A431细胞株
B.PDCD5是通过阻断G2期进入M期来抑制细胞增殖
C.实验组A431细胞中p53蛋白的量较对照组要高
D.PDCD5会使实验组的基因表达水平均明显提高
二、非选择题(除特别注明外,每空1分)
11.(11分)(2025·呼和浩特模拟)细胞凋亡是指为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自动结束生命的过程,涉及一系列基因的激活、表达以及调控。下图表示细胞凋亡的过程,请据图回答下列问题:
(1)凋亡诱导因子的膜受体的合成与加工需要 (填细胞器名称)的参与,凋亡诱导因子与膜受体结合,反映出细胞膜具有 的功能。细胞凋亡是由基因控制的细胞程序性死亡的过程,凋亡过程中有新蛋白产生,这体现了 。
(2)细胞凋亡时细胞内存在一系列调控因子开启或关闭相关信号的传递过程。在糖皮质激素诱导鼠胸腺细胞凋亡的过程中,加入RNA合成抑制剂或蛋白质合成抑制剂均能抑制细胞凋亡的发生,原因可能是 (3分)。
(3)在细胞受到损伤或微生物入侵时还可通过细胞自噬维持胞内环境的稳定。研究表明,人类许多疾病的发生可能与细胞自噬发生障碍有关。某科研团队欲探究“癌症与细胞自噬发生障碍的关系”,利用DEN(一种致癌因子)诱发大鼠肝癌,并分别在肝癌起始期和发展期对大鼠进行CQ(一种自噬抑制剂,可以抑制细胞自噬发生)处理,一段时间后观察各组大鼠肿瘤发生的情况,得到的部分实验结果如下表所示。
起始期 发展期
DEN 处理组 DEN+CQ 处理组 DEN 处理组 DEN+CQ 处理组
肿瘤发生 率/% 30 90 90 60
最大肿瘤 体积/mm3 3.5±2.5 17.1 ±5.6 312.0 ±132.9 8.3±6.0
肿瘤数量/个 0.6±0.4 2.5±0.6 3.6 ±0.7 1.6±0.6
①本实验还另外设置了两组对照组,其中一组用正常大鼠作为对照,另一组是 作为对照,两组的肿瘤发生率相近且接近0。由表中结果推测,在DEN诱发的肝癌起始期,细胞自噬会 (填“促进”或“抑制”)肿瘤的发生,在肝癌的发展期,细胞自噬会 (填“促进”或“抑制”)肿瘤的发生。
②结合此实验,你认为细胞自噬对于机体的利害作用是: (2分)。
课时跟踪检测(十八)
1．选D 同一个体输卵管细胞与胰岛细胞由同一个受精卵分裂、分化而来，细胞中核DNA的碱基排列顺序相同，A错误；tRNA是氨基酸的搬运工，同一个体细胞中tRNA的种类是相同的，B错误；由于细胞分化，基因的选择性表达，mRNA不完全相同，导致合成的蛋白质不完全相同，所以，这两种细胞形态、结构、功能不同的根本原因是mRNA不完全相同，直接原因是蛋白质不完全相同，C错误，D正确。
2．选D RNA聚合酶结合到DNA上说明该DNA正在进行转录，不能说明细胞是否分化，A错误；绝大多数细胞在缺氧条件下都能进行无氧呼吸，与细胞是否分化无直接关系，B错误；通常同一生物体所有具核体细胞都含有全套相同的核基因，因此具有胰岛素的DNA，不能说明细胞已经发生分化，C错误；只有胰岛B细胞能合成胰岛素，细胞中有胰岛素的mRNA，说明该细胞发生了分化，D正确。
3．选B 细胞对环境变化的适应能力和维持细胞内稳态的能力下降会引发细胞衰老，A正确；细胞衰老过程中细胞代谢能力下降，多种蛋白质的合成能力都会降低，但有些导致衰老过程发生的相关蛋白的合成反而增多，B错误；细胞衰老过程中代谢速率减弱，参与代谢的线粒体数量会减少，同时线粒体结构也发生异常变化，C正确；根据自由基学说，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，致使细胞衰老，及时清除自由基，可以延缓细胞衰老，减少“老年斑”发生，D正确。
4．选A 人体对角膜中垂死细胞的清除过程，属于细胞凋亡，A正确；一般情况下，人体内的细胞不含特有基因，B错误；据题意可知，短期睡眠不足会加速角膜干细胞的增殖分化，C错误；角膜干细胞分化成角膜上皮细胞的过程中没有形成新个体，也没有形成各种组织细胞，故没有体现动物细胞的全能性，D错误。
5．选C 细胞的全能性是指具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，hUC MSCs具有多向分化潜能，不能说明其具有全能性，A错误；hUC MSCs可以靠细胞分裂增加细胞的数量，分裂间期细胞体积会有适度的增长，B错误；细胞分化和衰老都会表现为细胞的形态、结构和功能发生变化，C正确；hUC MSCs进入衰老状态，细胞核中的染色质会出现收缩状态，D错误。
6．选D 由题意可知，晶状体的再生过程发生了细胞的分裂与分化，A错误；晶状体的再生过程并未形成一个完整个体或各种组织细胞，所以不能说明虹膜上的平滑肌细胞具有全能性，B错误；由题意可知，转分化是一种已分化细胞转变成另一种分化细胞，由于都是由一个受精卵发育而来的，所以在转分化过程中核遗传物质不会发生改变，但细胞种类发生改变，所以DNA转录和翻译得到的mRNA和蛋白质的种类和数量发生了较大的变化，C错误；由转分化的概念可知，胰岛外分泌细胞转化为肝细胞的过程是一种已分化细胞转化为另一种分化细胞的现象，所以属于一种转分化现象，D正确。
7．选B 衰老的细胞的特点有细胞水分减少，细胞萎缩，细胞核体积增大，核膜内折，染色质收缩等，A正确；Klotho基因表达产物会影响端粒酶(能延长端粒)的活性，Klotho基因缺陷的小鼠比正常小鼠寿命缩短了80%，而Klotho基因过度表达后能够延长雄、雌鼠的寿命，说明Klotho基因表达产物促进了端粒酶的活性，防止细胞衰老，B错误；自由基会引起细胞衰老，因此推测自由基可能会攻击Klotho基因，引起基因突变，导致细胞衰老，C正确；由B项分析可推测，Klotho基因缺陷小鼠细胞中可能因DNA受损而引起寿命缩短，D正确。
8．选A 由题干信息无法得出B基因会促进C基因的表达的结论，A错误。从表格数据看，无论是否敲除C基因，A基因的表达量都没有变化，说明C基因不影响A基因的表达，B正确。由题干信息可知，A基因和B基因的表达量变化与细胞凋亡率有关，说明它们影响细胞凋亡；敲除C基因后，与①组相比细胞凋亡率有所升高，说明C基因也影响细胞凋亡，但其表达不会促进细胞凋亡，C、D正确。
9．选C 由题干可知，除了肠隐窝的上皮细胞，绝大多数肠上皮细胞是没有增殖能力的，所以肠隐窝的干细胞分裂产生的细胞，即用于填补肠道上皮细胞死亡留下空缺的细胞不具有细胞周期，A错误；肠道上皮细胞由于增殖、迁移和挤压导致的异常，是在不利因素下发生的细胞死亡，属于细胞坏死，B错误；在物理、化学、生物因素的影响下，肠道上皮细胞原癌基因和抑癌基因可能发生突变，导致肠癌，C正确；随着肠道上皮细胞染色体端粒DNA的缩短，细胞会衰老，细胞水分逐渐减少，细胞体积减小，细胞核体积增大，D错误。
10．选D 对照组为导入空载体的人表皮癌细胞A431细胞株，目的是排除导入A431细胞株的重组载体中载体本身对实验结果的影响，A正确；G2为DNA合成后期，不再进行DNA复制，由图2可知，PDCD5是通过阻断G2进入M而抑制细胞增殖，B正确；实验验证了PDCD5在肿瘤生长过程中是通过改变p53基因的表达量发挥其作用，由图3可知，PDCD5能促进细胞凋亡，而p53蛋白能够促进细胞凋亡的发生，故实验组A431细胞中p53蛋白的量比对照组要高，C正确；PDCD5会使某些蛋白质的基因表达水平明显提高，但由于PDCD5促进细胞凋亡的作用，多数基因的表达水平会由于细胞逐渐凋亡而降低，D错误。
11．解析：(1)膜受体化学本质是糖蛋白，蛋白质在细胞中的核糖体上合成，然后需要内质网和高尔基体加工，并由高尔基体产生的囊泡运输到细胞膜，整个过程还需要线粒体提供能量。由题图可知膜受体能够结合凋亡诱导因子，激活细胞中与凋亡相关基因的表达，说明细胞膜具有信息交流的功能。细胞凋亡属于正常的生理现象，是由基因编码控制的细胞程序性死亡，凋亡过程中有新蛋白产生，体现了基因的选择性表达。
(2)RNA合成抑制剂会影响RNA的产生，蛋白质合成抑制剂可能通过影响翻译过程影响蛋白质的产生。在糖皮质激素诱导鼠胸腺细胞凋亡过程中，加入RNA合成抑制剂或蛋白质合成抑制剂均能抑制细胞凋亡发生，原因可能是细胞凋亡过程需要RNA、蛋白质等生物大分子作为调控因子，也可能是RNA合成抑制剂或蛋白质合成抑制剂可通过抑制转录或翻译过程来抑制相关调控因子的合成，从而抑制细胞凋亡。
(3)①题述实验除设置表中已有的单独用 DEN 处理作为对照组，还应另外设置对照组。其中一组是相应时间段单独使用CQ处理组(作为条件对照)，另一组是用正常大鼠作为对照(作为空白对照)，表中未列出的这些对照组的肿瘤发生率相近且接近0。由表中结果可知，在起始期的DEN＋CQ处理组的肿瘤发生率高于DEN处理组，说明在DEN诱发的肝癌的起始期细胞自噬会抑制肿瘤的发生；在肝癌的发展期，DEN＋CQ处理组的肿瘤发生率反而低于DEN处理组，说明在肝癌的发展期细胞自噬会促进肿瘤的发生。②结合细胞自噬的过程，肝癌的起始期细胞自噬会抑制肿瘤的发生，在肝癌的发展期，癌细胞可利用细胞自噬过程的水解产物作为自身细胞代谢的原料，以满足其持续增殖和生长的需要，由此可知，细胞自噬对机体的作用是有利或有害由身体状态决定。
答案：(1)核糖体、内质网、高尔基体和线粒体 信息交流 基因的选择性表达 (2)细胞凋亡过程需要RNA、蛋白质等生物大分子作为调控因子(答案合理即可) (3)①单独使用CQ处理 抑制 促进 ②有利或有害由身体状态决定
