考点6 细胞的分化、衰老、凋亡及癌变

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考点6 细胞的分化、衰老、凋亡及癌变
超级预测
知识预测
l．癌细胞的特征及细胞癌变机理，是近两年高考的热点，如2009江苏生物4、2009广东理基39、2008江苏生物3和2007广东生物21都是对癌细胞的直接考查；2009海南生物6、2008海南生物6、2008广东文基73、2007山东理综27等则从不同的角度对细胞癌变的原因及机理做了考查。预计此类试题还会出现于2010年高考。
2．细胞分化与细胞凋亡在近几年新课标试题中频繁出现，如2009山东理综2考查细胞分化的原因；2009海南生物考查细胞的编程性死亡；2008宁夏理综l考查了细胞分化概念的理解；2009宁夏理综l、2009安徽理综2综合考查了细胞癌变和凋亡的原因；2009天津理综4考查细胞凋亡的原因。2010年的高考值得我们期待。
能力预测
1．结合事例描述落脚于细胞分化、细胞衰老与细胞癌变，旨在考查考生关注热点和分析处理信息的能力，是近两年高考的热点能力考查角度，如2009广东生物22、2009江苏生物4、2009山东理综2、2009宁夏理综l、2009安徽理综2和2009天津理综4等都从该命题角度进行考查。21世纪教育网
2．以实验探究的方式考查癌变机理是新课标高考试题的又一大特色，如2007山东理综27考查了端粒酶与细胞癌变的关系。
赋分预测
新课标省份2007--2009高考试题中，本专题试题赋分比重非常大，2007年新课标四省份试题共有33分，2008年新课标五省份试题共21分，2009年新课标十省份试题共33分，预计2010年本专题赋分比重还会维持在30分左右。
题型预测
由于本部分知识点较为分散，且难度不是很大，在考查题型上，主要以选择题为主，简答题较少出现。 21世纪教www育网
超值储备
知识能力储备
一、细胞的分化与全能性知能储备
1．细胞分化的过程、机理与特点(理解能力·2009山东理综2；2008宁夏理综l；2007广东理基39·2010高考预测指数：★★)
(1)细胞分化的过程(如图6—1)
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(2)细胞分化的特点
①持久性：细胞分化是一种持久性的变化，发生了分化的细胞将一直保持分化状态。
②普遍性：细胞分化发生在生物体的整个生命过程中，但在胚胎时期达到最大限度。
③不可逆性：经过细胞分化，生物体内会形成各种不同的细胞和组织，这种稳定性的差异是不可逆的。21世纪教育网
④差异性：高等生物细胞比低等生物细胞的分化更显著，动物细胞比植物细胞的分化更显著。
⑤单细胞生物与多细胞生物分化形式的不同
单细胞生物的细胞分化不表现为细胞间的差异，而是在生活史中有规律地发生形态和生理上的阶段性变化。多细胞生物通过细胞分化形成特定形态、结构和功能的组织和器官，各
辫完成特定的功能。
(3)细胞分化的机理
①细胞核在细胞分化中的作用。在个体发育过程中，细胞分化的实质是基因的选择性表达。同一个体的不同体细胞中核遗传传物质完全相同，但由于选择性表达的基因不同，因而转录生成的mRNA及翻译生成的蛋白质不同，这是不同细胞出现形态、结构和生理功能差异的根本原因。
②细胞质在细胞分化中的作用。受精卵细胞质的不均等分配在一定程度上决定着细胞分化的方向。
2．细胞全能性大小的比较及全能性的表达(理解能力与综合运用·2007广东生物4·2010高考预测指数：★★★)
(1)不同细胞的全能性比较
①受精卵的全能性最高>卵细胞(也具有较高的潜在全能性)>体细胞(全能性较低)。
②未分化或分化程度低的细胞>分化程度高的体细胞。
③植物细胞的全能性大于动物细胞。
(2)植物细胞表达全能性的条件21世纪教育网
①离体：脱离植物体的植物细胞称为外植体。
②在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。
(3)细胞分化与全能性
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性所需要的全套遗传物质，因而都具有全能性。
②一般说来，细胞分化程度越高，全能性越难以实现，细胞分化程度越低，全能性就越高。
二、细胞的衰老、凋亡和癌变知能储备
1．细胞的衰老(理解能力·2009安徽理综2；2009广东生物22；2008广东生物22·2010高考预测指数：★★★)
(1)衰老细胞的特征
①“一大”：细胞核变大，染色质收缩、染色加深。
②“二小”：细胞内水分减少，体积变小。
③“一多”：细胞内色素逐渐积累、增多。
④“三低”：膜的物质运输功能降低，多种酶的活性降低，代射速率减慢。
(2)细胞衰老的原因21世纪教育网
①自由基说：自由基是一类瞬时形成的含不成对电子的原子或功能基团，普遍存在于生物系统。自由基的化学性质活泼，可攻击生物体内的DNA、蛋白质和脂质等大分子物质，造成损伤。
②端粒学说：端粒是染色体末端的具有一段特殊序列的DNA，端粒在细胞分裂时不能被完全复制，因而随分裂次数的增加而缩短。端粒酶由RNA和蛋白质组成，RNA含有与端粒
DNA重复序列互补的一个片段，是合成端粒DNA的模板，蛋白质催化端粒DNA的合成。研究表明：如果细胞中不存在端粒酶的活性，染色体将随每次分裂而变得越来越短，而且细胞的
后代因必需基因的丢失，最终死亡。
2．细胞凋亡的原因及作用(理解与获取信息能力·2009海南生物3；2009天津理综4；2009宁夏理综l；2009江苏生物4·2010高考预测指数：★★)
(1)细胞凋亡是指由基因所决定的细胞自动结束生命的过程。其本质是基因的选择性表达。21世纪教育网
(2)特点：不同细胞凋亡的速率不同，有些凋亡后可由增殖补充。
(3)细胞凋亡对机体的作用
①清除多余、无用的细胞。如蝌蚪的尾巴按照一定程序消失，这里的“蝌蚪的尾巴”属于多余无用的细胞。21世纪教育网
②清除完成正常使命的衰老细胞。如“脱落的人体皮肤表皮细胞”是完成正常使命的衰老细胞，应当凋亡。21世纪教育网
③清除体内有害细胞、被病原体感染的细胞等异常细胞。如“白细胞吞噬过多的细菌导致死亡”和癌细胞的清除都属于此类。
④维持器官和组织中细胞数目的相对稳定。
3．癌细胞的主要特征及防治[理解能力·2009海南生物4；2008江苏生物3；2007广东生物28；2008广东生物30(4)；2008海南生物6；2008广东文基73；2008广东理基41；2007山东理综27；2007宁夏理综6；2007广东生物21·2010高考预测
指数：★★★★]
(1)癌细胞的特征
①恶性增殖的“不死的细胞”
癌细胞内可出现巨核、双核或多核现象。核内染色体呈非整倍态，某些染色体缺失，而有些染色体数目增加。正常细胞染色体的不正常变化，会启动细胞凋亡过程，但是在癌细胞中，细胞凋亡相关的信号通路出现障碍，也就是说癌细胞具有不死性。具有不死性的另一原因是细胞周期失控，就像寄生在体内的微生物，不受正常生长调控系统的控制，能持续地分裂与增殖。
②形状显著改变的“变态的细胞” 21世纪教育网
正常细胞在没有癌变之前，呈现各种不同的形态，但癌变后变成球形的未分化状态，体积上通常比它的源细胞要大，核质比显著高于正常细胞，可达1：1，正常分化细胞的核质比仅为1：4—1：6。
③黏着性降低的“扩散的细胞”
癌细胞由于细胞膜上的糖蛋白等物质减少，导致接触抑制丧失，具有迁移扩散性。
(2)细胞癌变的机理
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①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。只有当原癌基因突变成癌基因(或称激活、活化)后，细胞才会恶性增殖。
②抑癌基因是一类抑制细胞过度生长、增殖，从而遏制肿瘤形成的基因，抑癌基因的丢失或失活，可能导致肿瘤发生21世纪教育网
③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。
方法技巧储备
1．细胞分裂、细胞生长、细胞分化和细胞癌变的关系分析(理解能力·2009安徽理综2；2007江苏生物l7·2010高考预测指数：★★★)
(1)细胞分裂：是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。
(2)细胞生长：生物体的生长包括细胞数目的增加和细胞体积的增大两个方面。细胞分裂和细胞生长都是生物体生长的细胞学基础。
(3)细胞分化：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生后代，在形态、结构和生理功能发生稳定性差异的过程。
实质：基因的选择性表达。是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础。细胞分化程度越高，细胞的全能性越低。
(4)细胞癌变：是受致癌因子的作用，使细胞连续分裂从而超过最高分裂次数无限增殖的现象。21世纪教育网
(5)四者之间的联系：①细胞分裂是细胞分化的基础；②仅有细胞分裂和生长，而没有细胞分化，生物体不能正常生长发育；③细胞的正常分化能抑制细胞癌变，细胞癌变是细胞
形分化。如图6—2所示。
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[典题l】对于多细胞生物而言，下列有关细胞生命历程的说法正确的是 ( )
A．细胞分化导致细胞中的遗传物质发生改变
B．细胞癌变是所有细胞都要经历的一个阶段
C．细胞衰老时细胞呼吸的速率减慢
D．细胞死亡是细胞癌变的结果
[解析】细胞分化不会引起细胞内遗传物质的改变；细胞癌变是少数细胞在内外因素的作用下畸形分化的结果；细胞死亡是细胞正常的生理现象，与细胞癌变无关。细胞衰老时
酶的活性降低，可导致细胞呼吸速率减慢。
[答案]C
2．正确解读有关细胞分裂、分化及全能性表达等图形信息(理解能力·3年高考未考点·2010高考预测指数：★★) 21世纪教育网
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图6—3中，组成①②④三个细胞群的细胞形态不同，基本结构虽然相同(都有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核)，但发生了分化，细胞的功能也不同。从①→②、①→④的过程中，细胞在形态、结构和生理功能上发生了稳定性差异，这种变化叫做细胞的分化。细胞分化的结果是产生了组织，②③④分别属于不同的组织。①→③，一个细胞分成两个细胞，这是细胞的分裂。③→⑤，细胞的体积由小变大，这是细胞的生长。具有分裂能力的细胞的特征是：细胞壁薄，细胞质浓，细胞核大，液泡小或无。由此可见，①③⑤三个细胞群的细胞具有分裂能力。
【典题2] 图6-4为人体细胞的分裂、分化、衰老和凋亡过程的示意图，图中①～⑥为各个时期的细胞，a～c表示细胞所进行的生理过程。据图分析，下列叙述正确的是 ( )
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A．⑤与⑥的基因型相同，蛋白质的种类也相同
B．细胞的衰老与凋亡就会引起人体衰老与死亡
C．若⑤⑥已失去分裂能力，则其细胞内遗传信息的流动方向为DNA→RNA→蛋白质
D．与①相比，②的表面积与体积的比值增大，与外界环境进行物质交换的能力增强
【解析】a过程表示细胞生长，b表示细胞增殖，c表示细胞分化。因为失去分裂能力的细胞无DNA的复制，所以遗传信息的表达过程只有蛋白质的合成中的转录与翻译过程。
[答案] C21世纪教育网
易混易错储备
一、易混知识点储备
1．细胞分裂与细胞分化的比较
细胞分裂 细胞分化
原因 ①细胞表面积和体积发展不平衡；②细胞核与细胞质发展不平衡；③增殖的需要 基因的选择性表达21世纪教育网21世纪教育网
结果 生成相同的细胞 生成不同的细胞
意义 ①促进多细胞个体形成、生长和发育的需要；②单细胞生物形成新个体的需要 ①组织、器官的形成完整；②组织、器官的修复
特性 ①局部性；②周期性 ①稳定性差异；②不可逆性；③渐变性；④自控性
关系 ①细胞分裂是细胞分化的基础，细胞分裂产生了相同细胞的后代，细胞分化使相同细胞的后代发生了形态、结构和生理功能上的差异。生物体内细胞并没有表现出全能性，而是分化成为不同的细胞、组织，这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。②细胞分裂只是增加了细胞数量，细胞分化形成了具有特定形态、结构和功能的组织和器官，没有细胞的分化，多细胞生物不可能正常发育
2．细胞的凋亡、坏死与癌变的比较
细胞凋亡 细胞坏死 细胞癌变
与基因的关系 是基因控制 不受基因控制 受基因突变控制
细胞膜的变化 内陷 破裂 糖蛋白等减少，黏着性降低
形态变化 细胞变圆、与周围细胞脱离 细胞外形不规则变化 呈球形
影响因素 受严格的由遗传机制决定的程序性调控 电、热、冷、机械等不利因素影响 分为物理、化学和病毒致癌因子
对机体的影响 对机体有利 对机体有害 对机体有害
注：细胞凋亡和细胞坏死遗传物质没有发生改变，但癌变时却发生了遗传物质的改变。
3．个体衰老与细胞衰老
(1)个体衰老与细胞衰老都是生物体正常的生命现象。
(2)对于单细胞生物体来说，细胞的衰老或死亡就是个体的衰老或死亡。
(3)对于多细胞生物体来说，细胞的衰老和死亡不等于个体的衰老和死亡，如幼年个体中每天都有细胞衰老和死亡。个体的衰老不等于细胞的衰老，如老年个体中每天也有新细胞
产生。
虽然细胞衰老与个体衰老不同，但个体的衰老是由细胞衰老决定的，细胞衰老是个体衰老的内因，衰老的个体内衰老的细胞多，而幼嫩个体中衰老的细胞少。
二、典型易错题点拨
1．混淆衰老细胞与癌变细胞的特点
[易错典题I] 细胞衰老是一种正常的生命现象。人的细胞在衰老过程中不会出现的变化是 ( )
A．细胞内有些酶活性降低
B．细胞内色素减少
C．细胞内水分减少
D．细胞内呼吸速度减慢
[解析]本题考查了细胞衰老的特征。细胞内色素减少不是细胞衰老的特征。
[答案] B
[错因分析] 考生最容易混淆衰老细胞与癌细胞的特征，思维方法上要从两种细胞的生理特征上分析，衰老细胞必然活性下降，代谢减弱，而癌细胞的生命活动不减弱，甚至增强，无限增殖，并因膜上糖蛋白减少而使黏着性降低，导致容易扩散。
2．混淆细胞凋亡与细胞坏死的区别21世纪教育网
[易错典题2]下列不属于细胞凋亡的是 ( ) 21世纪教育网
A．皮肤上每天都会有大量细胞死亡脱落
B．骨折时造成的细胞死亡
C．蝌蚪变态发育过程中尾部的消失
D．人的红细胞在经历120天左右寿命后死亡
[解析] 细胞凋亡可以清除多余无用的细胞、完成正常使命的衰老细胞、体内有害细胞和被病原体感染的细胞等。皮肤的表皮细胞和人体l20天后的红细胞属于完成正常使命的衰
老细胞，蝌蚪的尾部细胞属于多余无用的细胞，这些细胞的清除都属于细胞凋亡。骨折时造成的细胞死亡属于在不利因素影响下，由于细胞正常代谢活动受损或中断引起的细胞损伤和
死亡。
[答案】 B
[错因分析】考生对细胞凋亡发生的几种情况没有掌握而混淆细胞凋亡与细胞坏死的区别。细胞凋亡的几种情况：多余无用的细胞、完成正常使命的衰老细胞、体内有害细胞、被病原体感染的细胞和癌细胞等。
3．混淆细胞全能性的表达和细胞分化的概念
【易错典题3】在下列自然现象或科学研究成果中，能为“动物细胞全能性”观点提供直接证据的是 ( )
A．壁虎断尾后重新长出尾部21世纪教育网
B．蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂21世纪教育网
C．用体外培养的皮肤治疗烧伤病人21世纪教育网
D．小鼠腺细胞的自我复制21世纪教育网
【解析】 动物细胞全能性是指已分化的动物细胞仍然能发育成完整的动物体，只有B项符合动物细胞全能性的概念。21世纪教育网
答案 B
【错因分析】考生对全能性的表达的结果是个体认识不到位，因而把属于细胞分化的“壁虎断尾后重新长出尾部”和“用体外培养的皮肤治疗烧伤病人”错认为是基因全能性的表
达。“小鼠腺细胞的自我复制”是细胞分裂。
4．对细胞分化的实质理解不透彻
[易错典题4]人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生红蛋白，据此推测胰岛细胞中 ( )
A．只有胰岛素基因
B．比人受精卵的基因要少
C．既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因
D．有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白基因
[解析] 人体细胞都是由同一个细胞分裂分化而来，因此都含有全部核基因(成熟的红细胞等无核细胞除外)。
[答案]C(易错选D)
【错困分析】很多同学认为胰岛细胞中没有血红蛋白基因，其原因是胰岛细胞不能产生血红蛋白。实际上，题目中“不能产生血红蛋白”是一个干扰因素，在人的胰岛细胞中，应含有人的全部核基因，不同类型的细胞参与表达的基因不同，即存在着基因的选择性表达。因此正确答案为C。
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