第2讲　细胞的分化、衰老、凋亡和癌变
一、细胞的分化与全能性
1．(2012·上海卷T16)成人体内绝大多数处于分化终端的各种细胞(　　)
A．遗传信息相同　　　　B．基因表达相同
C．mRNA种类相同 D．蛋白质种类相同
【解析】　分化终端的各种细胞指不再继续分裂、执行各自功能的细胞。同一个体的细胞都是由受精卵有丝分裂、分化形成，故各种体细胞含有的遗传信息相同，故A正确；处于分化终端的细胞，形态功能的差别是由于基因的选择性表达，B错误；不同的细胞，选择性表达的基因有差异，转录形成的mRNA有差异，翻译出的蛋白质也有差异，C、D错误。
【答案】　A
2．(2012·四川卷T1)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
【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。
【答案】　C
3．(多选)(2012·江苏卷T22)下列事实能体现细胞全能性的是(　　)
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
【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。
【答案】　AD
二、细胞的衰老、凋亡与癌变
4．(2012·江苏卷T20)研究表明细胞癌变是细胞从已分化转变到未分化状态的过程，下列叙述正确的是(　　)
A．癌细胞具有和正常分化细胞相近的细胞类型
B．癌细胞的分裂能力与分化程度成正相关
C．诱导癌细胞的正常分化是癌症治疗的一种策略
D．癌细胞类似于胚胎细胞都脱离了细胞的正常分化
【解析】　由“细胞癌变是细胞从已分化转变到未分化状态的过程”可判断处于未分化状态的癌细胞具有无限增殖的能力，但癌细胞的分化程度很低，所以A、B项错误；诱导癌细胞正常分化，使其失去无限增殖的能力，则可达到治疗癌症的目的，C项正确；胚胎细胞是细胞正常分化的结果，而癌细胞是细胞畸形分化的结果，D项错误。
【答案】　C
5．(2012·安徽卷T3)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
【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。
【答案】　D
6．(2011·江苏卷T5)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
【解析】　由于基因选择性表达导致细胞分化，细胞的种类增加；衰老的细胞中大多数酶的活性降低，细胞核的体积增大，细胞的体积变小；细胞凋亡属正常的生命现象，受基因控制，对机体是有积极意义的；癌细胞膜表面糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性降低，使癌细胞容易分散和转移。
【答案】　D
1.对细胞分化的理解
细胞分化的实质是基因的选择性表达，即不同细胞表达的基因不完全相同，细胞内的基因分“管家基因”和“奢侈基因”。
2．细胞分化与细胞的全能性(如图示)
一般分化程度越高的细胞，分裂能力越低，其全能性越低，但卵细胞、花粉细胞除外，它们的分化程度虽很高，但仍具较高的全能性。两者的遗传物质都不会发生改变。
(2011·山东卷)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
【解析】　题干中的一个关键信息是“体细胞”所以可以排除选项C。从一个细胞发育成一个个体才能体现细胞的全能性，所以只有选项D是正确的。
【答案】　D
1．(2011·安徽卷)干细胞移植现已成为治疗糖尿病的一种临床新技术。自体骨髓干细胞植入胰腺组织后可分化为胰岛样细胞，以替代损伤的胰岛B细胞，达到治疗糖尿病的目的。下列叙述正确的是(　　)
A．骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成不同，基因表达产物不同
B．骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成相同，基因表达存在差异
C．胰腺组织微环境造成骨髓干细胞基因丢失，分化成为胰岛样细胞
D．胰腺组织微环境对骨髓干细胞分化无影响，分化是由基因决定的
【解析】　骨髓干细胞与胰岛样细胞的基因组成相同，细胞分化的实质是基因的选择性表达，不同细胞内基因表达存在差异；胰腺组织微环境诱导骨髓干细胞向胰岛样细胞分化，骨髓干细胞的基因没有丢失。
【答案】　B
2．(2011·大纲全国卷)下列能说明某细胞已经发生分化的是(　　)
A．进行ATP的合成　　　B．进行mRNA的合成
C．存在血红蛋白 D．存在纤维蛋白原基因
【解析】　特异性蛋白合成的实质在于基因选择性表达，因此，看某细胞是否已发生分化，关键看细胞的特异性蛋白是否合成。血红蛋白是红细胞的特异性蛋白，具有运输氧气的作用，故C正确；而ATP、mRNA和纤维蛋白原基因在细胞中普遍存在，不能作为细胞分化的依据。
【答案】　C
3．据报道，日本科学家研究发现，硫化氢能使牙髓干细胞分化为肝细胞。对此相关分析正确的是(　　)
A．牙髓干细胞的分裂能力及分化程度要高于肝细胞
B．同一个体的牙髓干细胞和肝细胞中，DNA完全相同，RNA完全不同
C．适宜浓度的硫化氢可诱导离体的牙髓干细胞“脱分化”
D．在牙髓干细胞分化为肝细胞时，其形态结构会发生一些变化
【解析】　牙髓干细胞的分裂能力高于肝细胞，但分化程度要低于肝细胞。同一个体的牙髓干细胞和肝细胞中，DNA基本相同，但RNA部分相同。由题意可知，硫化氢能使牙髓干细胞分化为肝细胞，而不是“脱分化”。牙髓干细胞“变为”肝细胞，实质上是细胞分化的结果，细胞在形态结构上会发生一些变化。
【答案】　D
1.巧记衰老细胞的特征
(1)一大：细胞核变大，染色质收缩，染色加深。
(2)一小：细胞内水分减少，萎缩变小，代谢速度减慢。
(3)一多：细胞内色素逐渐积累、增多。
(4)两低：膜的物质运输功能降低，有些酶的活性降低。
2．细胞凋亡的几种类型
(1)在个体发育中，细胞的编程性死亡。
(2)成熟个体中，细胞的自然更新、被病原体感染细胞清除。
3．细胞癌变与癌细胞的特征
(1)癌变的机理：原癌基因和抑癌基因发生突变。
(2)原癌基因和抑癌基因的作用。
①原癌基因：调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程。
②抑癌基因：阻止细胞不正常增殖。
(2012·山东卷)细胞衰老和凋亡对维持个体的正常生长和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
【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。
【答案】　C
4．(2012·新课标全国卷)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以无限增殖
B．癌变前后，细胞的形态结构有明显差别
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
【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。
【答案】　D
5．(2012·太原高三调研)对于多细胞动物而言，下列有关细胞生命历程的说法，正确的是(　　)
A．细胞凋亡受基因控制，有利于生物体中细胞的自我更新
B．肝脏干细胞分化成肝脏细胞的过程体现了细胞的全能性
C．衰老的生物体内的细胞都处于衰老状态
D．细胞受到致癌因子的作用，通过基因突变产生原癌基因
【解析】　对于多细胞动物而言，细胞的自我更新是通过细胞凋亡实现的，细胞凋亡受基因控制，A正确；细胞的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，肝脏干细胞分化成肝脏细胞的过程没有体现细胞的全能性，B错误；对于多细胞动物而言，细胞衰老与个体的衰老并不是一回事，C错误；细胞中本来就存在原癌基因，D错误。
【答案】　A
预计2013年高考中，将会以干细胞的研究进展与应用、社会老龄化问题、健康的生活方式与癌症的关系等为背景材料考查细胞的分化、衰老、凋亡与癌变的相关知识。试题难度维持在0.60左右。
苦马豆素(SW)最早是从植物灰苦马豆中分离获得，SW是否具有抑制肿瘤细胞生长的作用，许多学者做了大量研究，请根据以下实验研究流程及研究结构回答问题。
取小鼠肝癌Hepal­6细胞
↓
制成单细胞悬液，接种于多孔板，加入等量培养液，每组设5个平行板
↓
于37 ℃、5%CO2培养箱中
分别培养24 h后静置去除上清液
↓
加入等量不同浓度SW溶液，于37 ℃、5%CO2培养箱中分别培养
↓
分别在24 h、48 h、72 h时吸取培养液，观察结果，得到不同浓度SW对细胞存活率影响曲线(图1)
↓
将培养48 h的培养液离心，细胞染色，在荧光显微镜下观察拍照，记录正常细胞和凋亡细胞数目，并采用免疫荧光细胞技术检测细胞凋亡蛋白Bax和蛋白质Bcl­2表达量状况，汇总统计结果(表1)
表1　培养48 h细胞数目及凋亡蛋白Bax和蛋白质Bcl­2的表达量情况
(1)实验中首先将小鼠肝癌Hepal­6细胞制成单细胞悬液，于37 ℃、5%CO2培养箱中培养的目的是________________。
(2)处于间期的肝癌Hepal­6细胞分子水平的主要变化是________________。
(3)实验中对照组的处理方法应为_______ ，利用多孔板培养时，每组设置5个平行板同时进行培养，计数后统计平均值是为了______ 。
(4)分析图1中曲线可知，SW对肝癌Hepal­6细胞作用效果的特点是①_______________ ，②________________ 。
(5)表1结果说明SW可以诱发细胞________________，从分子水平上分析，SW可以导致癌细胞内________的合成量增加，写出与此相关的遗传信息传递的具体过程______________ 。
【研析】　本题依托新背景材料，考查细胞凋亡与癌变的相关知识及实验设计的相关原则。解题过程如下：