第13讲 细胞的分化、衰老、凋亡及癌变
[考纲要求] 1.细胞的分化和细胞的全能性(Ⅱ)。2.细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系(Ⅱ)。3.癌细胞的主要特征及防治(Ⅱ)。
一、细胞的分化与全能性
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)特点：普遍性、持久性、稳定性和不可逆性。
(3)意义：①细胞分化是生物个体发育的基础。
②细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
(4)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，即基因的选择性表达，转录出不同的mRNA，控制合成出不同的蛋白质。
(5)标志：①分子水平：合成了某种细胞特有的蛋白质，如唾液淀粉酶、胰岛素等；②细胞水平：控制合成不同种类的细胞。
解惑 由于基因的选择性表达，不同类型的细胞中mRNA和蛋白质种类大部分相同，只有少部分不同，DNA却都相同。
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)全能性差异：高度分化的植物细胞具有发育成完整植株的能力，说明植物细胞仍然具有全能性；实验表明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。
(3)干细胞：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。
判一判 (1)蜜蜂由未受精卵细胞发育成雄蜂证明了动物细胞具有全能性 ( √ )
(2)转入抗虫基因的棉花细胞或番茄、马铃薯细胞杂交后培育出植株，证明了植物细胞的全能性 ( √ )
(3)壁虎断尾后重新长出尾部证明动物细胞具有全能性；紫色糯性玉米种子培育出植株，
证明了植物细胞的全能性 ( × )
(4)细胞的全能性以产生个体为标志，若无个体产生，不能体现全能性 ( √ )
二、细胞的衰老、凋亡和坏死
1． 衰老的特征
判一判 (1)细胞衰老等于多细胞生物个体衰老 ( × )
(2)人体红细胞衰老时细胞核增大 ( × )
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。
(2)类型
(3)意义
解惑 细胞凋亡，即细胞编程性死亡，是一种自然生理过程；与细胞凋亡密切相关的细胞器是溶酶体。
三、细胞的癌变
1． 癌变实质：原癌基因和抑癌基因发生突变，导致正常细胞的生长和分裂失控。
2． 癌细胞的特征
(1)在适宜的条件下，能够无限增殖。
(2)形态结构发生显著变化，如成纤维细胞由扁平梭形变成球形。
(3)表面发生了变化，细胞膜上的糖蛋白等物质减少，导致癌细胞容易分散和转移。
3． 致癌因子分类(连一连)
考点一 聚焦细胞分化与细胞的全能性
1． 比较细胞分裂与细胞分化的区别和联系
(1)细胞分裂使细胞数目增多，细胞类型不变。
(2)细胞分化使细胞类型增多，数目不变。
(3)细胞分裂是细胞分化的基础。
2． 比较细胞分化与细胞的全能性
细胞分化
细胞的全能性
原因
细胞内基因选择性表达
含有本物种全套遗传物质
特点
持久性、稳定性、不可逆性、普遍性
①分化程度的高低与全能性大小呈负相关
②受精卵>配子>体细胞
结果
形成形态、结构、功能不同的细胞群
形成新的个体
3． 总结细胞全能性表达的条件
(1)离体(必要条件)。
(2)一定的营养物质(无机盐、维生素、氨基酸等)。
(3)激素。
(4)适宜的条件(适宜的温度、pH等)。
易错警示 有关细胞全能性的3个易错点
(1)植物种子发育成植株不叫全能性。
(2)胚胎干细胞发育成各种组织器官(未形成个体——体现全能性的终点)不叫全能性。
(3)动物细胞因具有该物种全套的遗传物质，尽管没有实验成功，但理论上具有全能性；而动物克隆只体现细胞核的全能性，二者并不矛盾。
1． (2011·山东卷，2)下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是 ( )
A．玉米种子萌发长成新植株
B．小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞
C．小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株
D．胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株
答案 D
解析 玉米种子中的胚由受精卵发育而来，不是分化了的体细胞，故胚发育形成新植株的过程不能体现体细胞的全能性；小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞，并没有发育成个体，所以不能体现细胞的全能性；小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株，体现的是植物生殖细胞的全能性。
2． 如图为人体某早期胚胎细胞所经历的生长发育阶段的示意图，图中甲、乙为两个阶段的细胞，a、b表示发育变化的模式过程。下列叙述正确的是 ( )
①a过程有可能发生基因突变 ②乙细胞不同的基因重组导致b过程产生不同的细胞 ③上皮细胞与甲细胞遗传物质相同，因此它们的全能性高低应该相同 ④b过程中遗传信息的流动方向为DNA→RNA→蛋白质
A．①④ B．③④
C．①② D．②③④
答案 A
解析 识别图解中的过程和名称是解题的关键，识别的依据是细胞的数量和形态的变化。a过程为细胞增殖过程，乙细胞为由甲细胞形成的子细胞；b过程为细胞的分化，其结果是形成多种细胞。在细胞增殖的间期，由于要进行DNA复制，所以可能发生基因突变，①正确；因为该图解表示的是人体某早期胚胎细胞发生的变化，所以不可能是减数分裂过程，也不可能发生基因重组，②错误；上皮细胞的全能性明显低于甲细胞(甲细胞为多能干细胞)，③错误；细胞分化过程中，基因要进行选择性表达，所以b过程内遗传信息的流动方向为DNA→RNA→蛋白质，④正确。
技法提炼
正确解读有关细胞生命历程的图形信息
从上图可解读以下信息：
1．图中①③⑤细胞特征相似：细胞核大，细胞质浓，液泡小或无，都应具有较旺盛的细胞分裂能力。其中①→③表示通过细胞分裂使细胞数目加倍；③→⑤表示通过细胞生长使细胞体积增大。
2．图中②④细胞形态特征与①有较大区别，所以①→②和①→④均表示细胞分化过程。
3．图中⑥⑦⑧表示从图中②取出的一个细胞经过植物组织培养，获得了完整的植株，体现了植物细胞的全能性。
考点二 聚焦细胞的衰老、凋亡与癌变
1． 归纳细胞衰老的特征
“一大”：细胞核的体积增大；“一小”：细胞体积变小；“一多”：色素增多；“三低”：代谢速率、多种酶的活性、物质运输功能均降低。
2． 比较细胞凋亡与细胞坏死
项目
细胞凋亡
细胞坏死
与基因的关系
受基因控制
不受基因控制
细胞膜的变化
内陷
破裂
形态变化
细胞变圆，与周围细胞脱离
细胞外形不规则
影响因素
由遗传机制决定的程序性调控
电、热、冷、机械等不利因素
对机体的影响
有利
有害
3． 分析癌细胞的特征与癌变机理
(1)特征分析
①不死性：条件适宜时，癌细胞可以无限增殖，而且分裂迅速，细胞内的核糖体数目大量增加，代谢异常活跃。
②迁移性：癌细胞分泌一些酶类分解细胞表面的某些结构，导致癌细胞黏着性降低，易于扩散。
③失去接触抑制性：正常细胞贴壁生长汇合成单层后停止生长，而癌细胞即使堆积成群，仍然可以生长。如下图：
(2)癌变机理
(3)原癌基因与抑癌基因的关系
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；而抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。
②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。
易错警示 与细胞癌变、衰老、凋亡有关的5个易错点
(1)原癌基因和抑癌基因普遍存在于所有体细胞中，并非只存在于癌细胞中，只不过在癌细胞中两种基因已发生突变。
(2)个体衰老与细胞衰老并不总是同步的，在幼年个体中有衰老的细胞，老年个体中有新产生的细胞，但细胞总体衰老会导致个体的衰老。(3)细胞的癌变是细胞畸形分化的结果，对机体有害。(4)细胞衰老和凋亡对机体的正常发育都是有利的，细胞坏死对机体有害。(5)细胞凋亡与基因选择性表达有关，但不属于细胞分化过程。
3． 下列有关细胞衰老、凋亡、坏死与癌变的说法，正确的是 ( )
A．衰老细胞的膜通透性降低，癌变细胞的膜黏着性增强
B．细胞凋亡受基因控制，细胞癌变不受基因控制
C．细胞坏死时代谢停止；细胞癌变时代谢增强
D．衰老、死亡的细胞可被浆细胞清除；癌细胞可被效应T细胞裂解
答案 C
解析 癌变细胞的膜黏着性降低，易扩散；细胞癌变是原癌基因和抑癌基因发生突变的结果，受基因控制；衰老、死亡的细胞可被吞噬细胞清除，效应T细胞可裂解癌细胞。
4． 如图为人体细胞的分裂、分化、衰老和死亡过程示意图，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 ( )
(1)由①细胞分裂产生③④细胞的方式有三种 (2)⑤与⑥细胞的基因型相同，mRNA的种类不同 (3)⑤和⑥细胞内遗传信息的流动方向为DNA→RNA→蛋白质 (4)细胞的衰老与死亡就会引起人体的衰老与死亡 (5)细胞死亡受基因控制，细胞癌变不受基因控制 (6)⑤⑥的分化程度比①的分化程度高，全能性也高 (7)细胞坏死，膜通透性降低；细胞癌变，膜黏着性增强 (8)细胞癌变，细胞周期延长；细胞凋亡，细胞周期变短
A．只有一项正确 B．只有两项正确
C．只有三项正确 D．只有四项正确
答案 B
解析 该图所示人体细胞的分裂方式为有丝分裂；细胞分化是基因选择性表达的结果，分化产生的细胞基因型相同，但表达的基因不同，产生的mRNA的种类不同，分化过程的遗传信息流动方向是DNA→RNA→蛋白质，因此(2)(3)正确；细胞的衰老与死亡与人体的衰老与死亡一般是不同步的；细胞衰老、死亡、分化等现象都是基因程序性表达的结果，发生癌变的细胞恶性增殖，细胞周期变短，细胞膜表面的糖蛋白减少，黏着性降低。
细胞的分裂、分化、癌变及衰老的关系
1． 区别
结果
遗传物质变化
细胞分裂
单细胞生物完成生殖，多细胞生物产生新细胞
遗传物质复制后均分
细胞分化
形成不同组织和器官
遗传物质不发生改变
细胞癌变
无限增殖的癌细胞
遗传物质发生改变
细胞衰老
细胞正常死亡
遗传物质不发生改变
2． 联系
序号
错因分析
正确答案
序号
错因分析
正确答案
①
表述不准确
细胞增殖
②
表述不完整
细胞分化
③
未按要求作答
不能
④
未按要求作答
a
⑤
画蛇添足，出现了知识性错误
色素
⑥
表述不完整
基因控制的程序性死亡
⑦
答案不全面
原癌基因和抑癌基因发生突变
⑧
对“细胞分化过程DNA不变”不理解
mRNA
题组一 细胞分化与细胞的全能性
1． 判断正误
(1)免疫系统中的记忆细胞既有分化潜能又有自我更新能力(2009·江苏，4B) ( )
(2)细胞癌变是细胞高度分化的结果(2009·安徽，2C) ( )
(3)细胞分化导致细胞中的遗传物质发生改变(2007·江苏，17A) ( )
(4)质壁分离植物细胞的复原属于细胞分化(2008·宁夏，1C) ( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)×
2． (2012·四川卷，1)蛙的受精卵发育成原肠胚的过程中，下列行为在细胞内不能发生的是
( )
A．基因的选择性表达 B．DNA的半保留复制
C．同源染色体的分离 D．姐妹染色单体的分开
答案 C
解析 蛙的受精卵发育成原肠胚的过程中既有细胞的有丝分裂，又有细胞的分化，细胞分化的实质是基因的选择性表达，A项正确；在有丝分裂间期，DNA复制的方式是半保留复制，B项正确；同源染色体的分离只发生在减数分裂过程中，不发生在有丝分裂过程中，C项错误；在细胞有丝分裂后期，姐妹染色单体分开，D项正确。
3． (2012·江苏卷，22)下列事实能体现细胞全能性的是(多选) ( )
A．棉花根尖细胞经诱导形成幼苗
B．单细胞的DNA在体外大量扩增
C．动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体
D．小鼠体细胞经诱导培育成小鼠
答案 AD
解析 细胞全能性是指已分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能，所以判断是否体现细胞全能性的依据是看其能否发育成完整个体，选项中只有A、D项符合。B项DNA的扩增和C项杂交瘤细胞的培养分别属于分子和细胞水平上的克隆，不能体现细胞全能性。
4． (2012·天津卷，1)下列有关干细胞的叙述，错误的是 ( )
A．自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应
B．胚胎干细胞在体外培养能增殖但不能被诱导分化
C．组织的细胞更新包括细胞凋亡和干细胞增殖分化等过程
D．造血干细胞具有分化出多种血细胞的能力，可用于治疗白血病
答案 B
解析 通过联想干细胞及其生命历程的基础知识解答本题。自体干细胞及其增殖分化产生的组织细胞对自身没有抗原性，自体移植时不会发生免疫排斥反应，A项正确；干细胞的增殖分化及细胞的凋亡都是组织的细胞更新过程，C项正确；骨髓造血干细胞具有分化成多种血细胞的能力，因此骨髓造血干细胞移植是目前治疗白血病的最有效方法，D项正确；胚胎干细胞是全能干细胞，理论上可以分化为所有类型的体细胞，在培养基中满足适宜的条件可以将其定向诱导分化成多种组织和器官，B项错误。
题组二 细胞的衰老、凋亡与癌变
5． (2012·山东卷，3)细胞衰老和凋亡对维持个体的正常生长发育及生命活动具有重要意义。下列叙述错误的是 ( )
A．细胞普遍衰老会导致个体衰老
B．效应T细胞可诱导靶细胞发生凋亡
C．细胞凋亡是各种不利因素引起的细胞死亡
D．衰老细胞内染色质固缩影响DNA复制和转录
答案 C
解析 个体衰老的过程是组成个体的细胞普遍衰老的过程，A项正确；被病原体感染的细胞(靶细胞)被效应T细胞清除属于细胞凋亡，B项正确；各种不利因素引起的细胞死亡是细胞坏死，细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，C项错误；衰老细胞的染色质固缩，DNA不易解旋，影响DNA复制和转录，D项正确。
6． (2012·课标全国卷，2)下列关于细胞癌变的叙述，错误的是 ( )
A．癌细胞在条件适宜时可无限增殖
B．癌变前后，细胞的形态和结构有明显差别
C．病毒癌基因可整合到宿主基因组诱发癌变
D．原癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖
答案 D
解析 细胞癌变是由原癌基因和抑癌基因突变引起的，其中抑癌基因能阻止细胞不正常的增殖，D项错误。癌细胞在适宜条件下可无限增殖，这是癌细胞的基本特征之一，A项正确。癌变前后，癌细胞的形态和结构发生显著变化，如癌细胞可由正常的形态变为球形，细胞膜表面的糖蛋白减少等，B项正确。诱发癌变的因素有物理因素、化学因素和生物因素，其中病毒癌基因整合到宿主细胞基因组中可诱发癌变，其属于生物因素，C项正确。
7． (2012·安徽卷，3)脊椎动物在胚胎发育中产生了过量的运动神经元，它们竞争肌细胞所分泌的神经生长因子，只有接受了足够量神经生长因子的神经元才能生存，并与靶细胞建立连接，其他的则发生凋亡。下列叙述正确的是 ( )
A．脊椎动物细胞凋亡仅发生在胚胎发育时期
B．一个存活的神经元只与一个靶细胞建立连接
C．神经元凋亡是不受环境影响的细胞编程性死亡
D．神经元凋亡是由基因控制的、自动的细胞死亡
答案 D
解析 细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，又称为细胞编程性死亡，故D项正确；细胞凋亡是一种自然的生理过程，人在胚胎时期尾的消失，成熟生物体中细胞的自然更新，都是通过细胞凋亡完成的，故A项错误；神经元有多个突起，可与多个靶细胞建立连接，故B项错误；细胞凋亡由基因决定，还受环境影响，如被病原体感染的细胞的凋亡，故C项错误。
【组题说明】
考 点
题 号
错题统计
错因分析
细胞的分化及
细胞的全能性
1、2、3、4、5、6
细胞衰老、凋
亡与癌变
7、8、9、10、11、
12、13、14
实验与探究
15
1． 下列关于细胞分裂和分化的叙述，正确的是 ( )
A．植物器官的形成是细胞增殖的结果
B．癌细胞既能无限增殖，又能完成正常的细胞分化
C．机体不同组织细胞中，蛋白质的种类和数量不同
D．在任何条件下，细胞分化都是不可逆转的
答案 C
解析 植物器官的形成是细胞增殖和分化的结果；癌细胞能无限增殖，但不能完成正常的细胞分化；由于基因的选择性表达，机体不同组织细胞中，蛋白质的种类和数量不同；在适宜的条件下，高度分化的植物细胞经离体培养可重新获得分化能力。
2． 动物细胞中的一类基因是维持基本生命活动的，在各种细胞
中都处于活动状态。另一类基因是选择性表达的基因，如图
为B细胞，关于该细胞中三个基因的开闭状态，下列说法正
确的是 ( )
A．其中有一个处于活动状态，即A抗体基因
B．其中有一个处于活动状态，即ATP合成酶基因
C．其中在Ⅰ号染色体上有两个处于活动状态
D．三个都处于活动状态
答案 B
解析 胰岛素基因和A抗体基因是特定细胞选择性表达的基因，ATP合成酶基因属于维持细胞生存的基因之一，在活细胞中都可表达，故题图中ATP合成酶基因在该细胞中是打开的。B细胞中的A抗体基因只能在受到特异性抗原刺激后才能表达。
3． 如图表示干细胞的三个发育途径，下列有关说法不正确的是 ( )
A．由甲细胞形成的乙细胞仍然保持着分裂能力，所以乙细胞能无限增殖
B．若丁细胞是胰腺细胞，则结构⑦所起的作用是对蛋白质进行加工、分类和包装
C．一般情况下，甲、乙、丙、丁等细胞的细胞核中的DNA相同
D．甲细胞分化成丁细胞的根本原因是基因的选择性表达
答案 A
解析 由甲干细胞形成的乙干细胞虽然保持着分裂能力，但其分裂的次数是有限的，故A错误；⑦为高尔基体，其作用主要是对蛋白质进行加工、分类和包装，故B正确；由于甲、乙、丙、丁是由同一细胞通过有丝分裂形成的，其细胞核内的DNA相同，故C正确；细胞分化的根本原因是基因的选择性表达，故D正确。
4． 以下能说明细胞具有全能性的实验是 ( )
A．胚胎干细胞形成神经细胞
B．用矮秆抗病小麦种子培育出小麦植株
C．给去核蛙卵植入体细胞核后又发育成正常的蝌蚪
D．将转入抗虫基因的棉花细胞培育成棉花植株
答案 D
解析 细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。A选项体现的是细胞分化。B选项是正常的有性生殖现象。C选项是动物克隆，只能体现细胞核的全能性。D选项转入了抗虫基因的棉花细胞发育成完整植株，体现了细胞的全能性。
5． 下列关于细胞增殖与分化的叙述，错误的是 ( )
A．能增殖的细胞不一定能分化
B．正常情况下，细胞增殖和分化过程都会导致一些基因丢失
C．细胞增殖和分化过程中都有基因的表达
D．花药离体培养过程中既有细胞增殖也有细胞分化
答案 B
解析 能增殖的细胞不一定能分化，如精原细胞可以增殖但不能分化；正常情况下，细胞增殖和分化过程都不会丢失基因；细胞增殖和分化过程中都需要合成蛋白质，所以都会发生基因的表达；花药离体培养包括脱分化和再分化两个过程，脱分化中存在细胞增殖，再分化中既有细胞增殖也有细胞分化。
6． 干细胞的研究一直是科技热点之一。干细胞是指在个体发育过程中能自我复制，并在一定条件下能分化的原始细胞。下列有关造血干细胞的说法正确的是 ( )
A．造血干细胞比受精卵分化程度低
B．造血干细胞分化出各类血细胞，表现了细胞的全能性
C．在生物体内，造血干细胞分化形成红细胞的过程是不可逆的
D．造血干细胞分化过程中遗传物质发生了改变
答案 C
解析 受精卵分化程度最低，全能性最高；造血干细胞分化出的各类血细胞没有发育成个体，因此不能说明其表现出了细胞的全能性；在生物体内，分化是不可逆的；造血干细胞分化形成血细胞的过程中，遗传物质没有发生改变。
7． 下列关于高等动物体内细胞的生命历程的叙述，不正确的是 ( )
A．细胞的增殖包括物质准备和细胞分裂两个连续的过程
B．细胞的分化有利于提高生物体各种生理功能的效率
C．细胞在癌变的过程中发生了基因突变和基因重组
D．细胞的衰老与凋亡并不能说明动物个体已经衰老
答案 C
解析 细胞在癌变的过程中发生了基因突变。
8． 下列有关细胞癌变的叙述，错误的是 ( )
A．某些病毒可能导致细胞发生癌变
B．癌变细胞黏着性降低，容易发生转移
C．癌变细胞有可能被人体免疫系统清除
D．癌变细胞的酶活性降低导致代谢减缓
答案 D
解析 致癌因子有物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子；癌细胞的细胞膜表面的糖蛋白减少，细胞的黏着性降低，容易发生转移；癌变细胞可以被人体的免疫系统清除；癌变细胞的酶活性增强，代谢活跃。
9． 下列关于细胞的生命历程的说法，错误的是 ( )
A．脑细胞因缺氧而死亡是细胞坏死
B．细胞代谢速率减慢是细胞衰老的主要特征之一
C．细胞的正常基因突变成原癌基因是细胞癌变的原因
D．老鼠在胚胎时期指间有蹼，出生后指间无蹼是细胞凋亡的结果
答案 C
解析 脑细胞因缺氧而死亡是细胞的不正常死亡，属于细胞坏死；细胞代谢速率减慢是细胞衰老的主要特征之一；细胞癌变是由原癌基因和抑癌基因在各种因素的影响下发生突变而引起的；细胞凋亡是生物体内一种自然的生理过程，是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，老鼠在胚胎时期指间有蹼，出生后指间无蹼是通过细胞凋亡完成的。
10．(2011·江苏卷，5)关于人体细胞分化、衰老、凋亡和癌变的叙述，正确的是 ( )
A．细胞分化导致基因选择性表达，细胞种类增多
B．细胞衰老表现为酶活性降低，细胞核体积减小
C．细胞凋亡受基因控制，不利于个体生长发育
D．细胞癌变导致细胞黏着性降低，易分散转移
答案 D
解析 基因的选择性表达导致细胞分化，细胞种类增加，A项错误；衰老的细胞中大多数酶活性降低，细胞核体积增大，细胞的体积变小，B项错误；细胞凋亡是由基因控制的程序性死亡，是细胞的正常生命现象，对机体是有积极意义的，C项错误；因癌细胞膜表面的糖蛋白减少，细胞之间的黏着性降低，癌细胞容易分散转移，D项正确。
11．德国研究人员发现，癌变前的衰老肝细胞能通过由肿瘤抗原引起的免疫反应被清除。利用这一结果，对癌变前衰老细胞进行抗原特异性免疫监测，在癌症预防和治疗中起重要作用。下列有关叙述中，不正确的是 ( )
A．衰老肝细胞细胞核的体积增大
B．癌变肝细胞形态结构发生显著变化
C．在免疫系统被抑制的患者体内，衰老肝细胞不会积累
D．这一研究成果可指导生产相应疫苗
答案 C
解析 衰老细胞的体积变小，而细胞核体积变大，A正确；癌细胞的特点：无限增殖，细胞结构发生改变，细胞膜上糖蛋白减少，导致其易扩散和转移，B正确；正常机体内衰老肝细胞的清除依赖于免疫系统，故免疫系统被抑制的患者体内衰老肝细胞会积累，C错误。
12．下列与细胞的生命历程相关的叙述，正确的是 ( )
A．衰老细胞的体积和细胞核体积都缩小
B．青蛙发育过程中尾的消失属于细胞坏死现象
C．细胞的癌变常发生在细胞周期的间期，常与多个基因有关
D．造血干细胞分化成白细胞的过程是不可逆的，原因是遗传物质发生了改变
答案 C
解析 衰老细胞的体积缩小，细胞核的体积变大；青蛙发育过程中尾的消失属于细胞凋 亡；细胞的癌变与原癌基因和抑癌基因突变有关，基因突变常发生在细胞分裂的间期； 造血干细胞分化成白细胞的过程属于细胞分化，其遗传物质不变，只是基因进行选择性
表达。
13．演艺圈的女明星，有些为了保持年轻貌美，不惜重金到香港注射人体胎盘素。人体胎盘素的功效主要有：全面激活面部休眠的成体细胞，使之转化为功能细胞；加强全身皮肤纤维母细胞、胶原纤维与弹性纤维的新陈代谢，增加表皮与真皮层的厚度；全面促进新生角质层细胞的增殖与生长，加速死皮细胞的脱落，对各类衰老产生的色素沉着、面部各类色斑(遗传类色斑除外)有很强的淡化作用；迅速溶解衰老皮肤点状、片状色素堆积，使皮肤肤质细腻、色泽均匀、洁净无瑕。据此回答下列问题：
(1)衰老的细胞内水分________(填“增加”或“减少”)，那么所有生物的细胞内水分出现这种情况一定是衰老的细胞吗？________，为什么？__________________________
________________________________________________________________________。
(2)细胞衰老后细胞核________，核膜________。那么人体内所有细胞衰老都会出现这种情况吗？________，为什么？__________________________________________。
(3)现有衰老的肝细胞和新生的肝细胞，用______________(染色剂)能将染色质染色，染色深浅的比较，情况是____________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)与题干中休眠细胞相比，功能细胞内的水分________、酶的活性________，进而细胞代谢________________。
(5)注射人体胎盘素以后，新生的角质层细胞的细胞周期将________(填“缩短”或“延长”)。
答案 (1)减少 不一定 种子成熟过程中水分减少，但细胞没有出现衰老 (2)变大 内折 不一定 因为人成熟的红细胞没有细胞核 (3)醋酸洋红或龙胆紫 衰老的肝细胞细胞核染色较深 (4)多 强 旺盛 (5)缩短
解析 细胞衰老的特点有细胞内的水分减少，多种酶的活性降低，细胞代谢速率减慢，细胞核变大，核膜内折，细胞膜通透性降低等。但是具有这些特点的细胞不一定是衰老的细胞，比如种子成熟过程中水分减少，但并未出现细胞衰老。另外，衰老的细胞也不一定都具备以上特点，比如哺乳动物成熟的红细胞没有细胞核，衰老时也就不存在细胞核变大和核膜内折的现象。
14．如图表示人体骨髓造血干细胞的生命历程。请据图回答下列问题：
(1)区分①细胞与植物细胞最主要的依据是____________，细胞②不能无限长大的原因有______________________、
________________________________________________________________________。
(2)c过程的实质是________________，请用箭头和文字简要表明该过程中遗传信息的流动途径：_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)镰刀型细胞贫血症患者的红细胞形状发生改变的直接原因是_________________。
(4)若白细胞发生了癌变，根本原因是细胞中的______________________发生了突变，癌细胞无限增殖过程中直接参与a、b过程的无膜细胞器依次是_________________。
答案 (1)有无细胞壁 细胞核中DNA不会随细胞增大而增加 细胞表面积与体积的比例关系限制了细胞的长大
(2)基因的选择性表达 DNA转录,mRNA翻译,蛋白质 (3)血红蛋白分子中发生了氨基酸的替换 (4)原癌基因和抑癌基因 核糖体、中心体
解析 (1)区分动物细胞与植物细胞最主要的依据是有无细胞壁。细胞不能无限长大的原因有两个：细胞核中的DNA不会随细胞的增大而增加；细胞表面积和体积的比例限制了细胞的长大。(2)图中的c过程是细胞分化，细胞分化的实质是基因的选择性表达。在细胞分化的过程中存在遗传信息的转录和翻译，没有DNA的复制。(3)镰刀型细胞贫血症患者的红细胞的形状发生改变的直接原因是血红蛋白分子中发生了氨基酸的替换。(4)细胞癌变的根本原因是细胞中的原癌基因和抑癌基因发生了突变，在细胞增殖过程中直接参与a、b过程的无膜细胞器依次是核糖体、中心体。
15．癌细胞通常是由正常细胞的遗传物质(基因)发生改变后形成的。某生物兴趣小组的同学从资料上获知：二氯二乙胺能够阻止参与DNA复制的酶与DNA相互作用。他们推测：二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖，能作为一种癌症的化疗药物，并就此问题设计实验进行了探究。
实验材料：肝部长有肿瘤的小鼠，二氯二乙胺溶液，蒸馏水，生理盐水，含有全部营养物质的细胞培养液，显微镜，血细胞计数板，试管，吸管等。
(1)通常能够引起基因改变的因素可能有(填写序号)________________________。
A．紫外线 B．甘油 C．肝炎病毒 D．煤焦油及其衍生物苯 E．葡萄糖 F．尼古丁 G．丙酮酸 H．核辐射
(2)化疗时采用的烷化剂，如二氯二乙胺能够与DNA分子发生反应，从而阻止参与DNA复制的酶与DNA的相互作用。此类药品作用于癌细胞周期的________期。
(3)在进行实验探究时其中某位同学的实验操作如下：(请将实验内容补充完整)
①取洁净的培养皿一个，加入适量的培养液，从小鼠肝部切
取肿瘤组织，剪碎，并用胰蛋白酶处理，使其分散开来，置于培养皿中培养。
②取洁净的试管5支，加入等量的培养液，编号1、2、3、4、5，并在1～4号试管中加入等量的不同浓度的二氯二乙胺溶液。5号试管中加入________________。
③从培养皿中吸取等量的培养液置于1～5号试管中，振荡后，在冰箱中培养一段时间。
④从静置的5支试管中吸取适量的培养液置于____________________内，在显微镜下计数，记录数据。
⑤请你纠正上面这位同学操作上的两处错误：
a．________________________________________________________________________；
b．________________________________________________________________________。
(4)另一位同学按照正确的方法进行实验探究，得到的结果如下：
实验组别
1
2
3
4
5
二氯二乙胺
浓度(mg/mL)
0.1
0.2
0.3
0.4
0
细胞数目(个/mL)
320
275
186
96
560
①在该实验中，遵循了实验设计的________原则和________________原则。
②根据实验结果，你能得出的结论是_______________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)A、C、D、F、H (2)间 (3)②等量生理盐水
④血细胞计数板 ⑤a.在“冰箱中”应改为在“适宜温度下”或“恒温箱中” b．“从静置的5支试管中吸取适量的培养液”应改为“振荡摇匀后，从5支试管中吸取适量的培养液”
(4)①对照 单一变量 ②二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖，且在一定范围内，随二氯二乙胺浓度的增大，抑制作用逐渐增强
解析 (1)能够引起基因改变的因素有化学致癌因子，如煤焦油及其衍生物苯、尼古丁等；物理致癌因子，如紫外线和核辐射；病毒致癌因子，如肝炎病毒。(2)由于烷化剂能够与DNA分子发生反应，从而阻止参与DNA复制的酶与DNA的相互作用，使DNA复制不能正常进行，DNA的复制发生在分裂间期。(3)分析题目可知，癌细胞的增殖应在“适宜温度下”或“恒温箱中”才可完成，试管静置时，其内的溶液会出现沉淀，吸取培养液时所得每毫升中细胞的数目不准确，因此应摇匀后再吸取。由表中数据可知，二氯二乙胺能抑制癌细胞的增殖，且抑制效果与浓度有关。(4)由题干可知，实验的自变量是二氯二乙胺，因变量是癌细胞的数量。实验设计应遵循对照原则和单一变量原则。
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1． 细胞分裂与细胞分化的区别与联系
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
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；②组织、器官的修复
特性
①局部性；②周期性
①持久性；②不可逆性；③普遍性；④差异性
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． 全能性表达需要的条件
(1)离体。生物体内的活细胞尽管具有全能性，但受基因选择性表达的调控，一般都要进行定向的、不可逆转的细胞分化，不能表现其全能性。(2)适宜的营养、适宜的环境条件、植物激素(生长素和细胞分裂素)。
3． 细胞的分化、衰老、凋亡、坏死和癌变的比较
实质
特点
结果与意义
细胞
分化
基因的选择性表达
①持久性；②普遍性；③不可逆性；④差异性
产生各种不同的组织、器官
细胞
衰老
内因和外因共同作用的结果
①酶活性降低，呼吸速率减慢；
②细胞体积增大，线粒体减少；
③核增大，核膜内折，染色质收缩、染色加深
①生物体的绝大多数细胞都经历未分化→分化→衰老→死亡的过程；②细胞衰老是时刻都在发生的
细胞
凋亡
由遗传机制决定的程序性调控
细胞膜内陷，细胞变圆，与周围细胞脱离
①清除多余无用细胞；②清除完成使命的衰老细胞；③清除体内异常细胞
细胞
坏死
受电、热、冷、机械等不利因素影响。不受基因控制
细胞膜破裂
伤害周围细胞，引发炎症
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的突变
①恶性增殖的“不死细胞”；
②形状显著改变的“变态细胞”；
③黏着性降低的“扩散细胞”
癌细胞的出现并大量增殖
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