第13讲　细胞的分化、衰老、凋亡和癌变
2017备考·最新考纲
1.细胞的分化(Ⅱ)。2.细胞的全能性(Ⅱ)。3.细胞的衰老和凋亡以及与人体健康的关系(Ⅱ)。4.癌细胞的主要特征及防治(Ⅱ)。
考点一　细胞的分化与细胞的全能性(5年3考)
[自主梳理]
1.细胞的分化
(1)概念：在个体发育中，由 增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生 的过程。
(2)时间：发生在整个生命进程， 时期达到最大限度。
(3)结果：形成不同的 。
(4)特点： 性、持久性、稳定性和 性。
(5)实质：在个体发育过程中,不同细胞中 不同。即基因的 。
一个或一种细胞
稳定性差异
胚胎
组织和器官
普遍
不可逆
遗传信息的执行情况
选择性表达
(6)意义：生物 的基础；使多细胞生物体中细胞趋向
，有利于提高各种 的效率。
(7)标志：
①分子水平：合成某种细胞特有的 (如唾液淀粉酶、胰岛素等)。
②细胞水平：形成不同种类的细胞(尤其是 种类和数量有较大差异)。
个体发育
专门化
生理功能
蛋白质
细胞器
巧记细胞分化中的“变”与“不变”
2.细胞的全能性
(1)概念：已经 的细胞,仍然具有 的潜能。
(2)实例
①植物组织培养实验说明 具有全能性
②克隆羊多利的培育成功说明已分化的
　 具有全能性

分化
发育成完整个体
植物细胞
动物体
细胞的细胞核
(3)干细胞：动物和人体内少数具有 能力的细胞。
分裂和分化
(4)把实例与相应的原理或过程连线
1.高考重组　判断正误
(1)下图所示可表明胚胎干细胞具分化潜能(2014·广东卷，24D)
( )
√
(2)细胞分裂使细胞趋向专门化，提高了机体生理功能的效率(2012·天津高考)( )
(3)不同分化细胞的遗传信息相同(2012·上海高考改编)( )
(4)断尾壁虎长出新尾巴过程中发生了细胞分化(2011·北京高考改编)( )
(5)玉米种子萌发长成新植株体现了细胞的全能性(2011·山东高考)( )
以上内容主要源自必修1教材P112～127细胞的生命历程，解答本类问题的关键是熟练记忆细胞分化、衰老、凋亡及癌变特征，并把握细胞分化的实质和细胞全能性的内涵。
×
√
√
×
2.(必修1 P123图6-14改编)如图是胎儿手的发育过程图，下列有关说法错误的是(　　)
A.胎儿手的发育过程中细胞的凋亡使得五指分开
B.此时手的组成细胞中不存在衰老的细胞
C.若此时受到致癌因子的影响，细胞更容易发生癌变
D.此过程中存在着细胞的分化
解析　胚胎发育过程中仍存在衰老的细胞。
答案　B
细胞分化机制解读
(1)细胞分化的机理

上式中的①～④分别指什么？
提示　①DNA　②基因的选择性表达　③mRNA　④蛋白质
(2)细胞分化过程图解
①图示细胞a～e中基因是否相同？
②胰岛素基因、呼吸酶基因、ATP合成酶基因、血红蛋白基因与图中A、B、C基因应如何对应？
提示　①相同
②胰岛素基因、血红蛋白基因对应A、B，另两种基因对应C
[跟进题组]
题组一　细胞分化的过程、实质、特点及结果分析
1.(2015·江苏卷，T6)下图所示为来自同一人体的4种细胞，下列
叙述正确的是(　　)
A.因为来自同一人体，所以各细胞中的DNA含量相同
B.因为各细胞中携带的基因不同，所以形态、功能不同
C.虽然各细胞大小不同，但细胞中含量最多的化合物相同
D.虽然各细胞的生理功能不同，但吸收葡萄糖的方式相同
解析　卵细胞核DNA数是其他体细胞核DNA数的一半，A错误；除卵细胞外，其他体细胞携带的核基因相同，由于基因的选择性表达，各细胞的形态和功能不同，B错误；各细胞中含量最多的化合物都是水，C正确；不同细胞吸收葡萄糖的方式可能不同，有的为主动运输，有的为协助扩散，D错误。
答案　C
2.取同种生物的不同类型的细胞,检测其基因表达,结果如图。已知
①②③④4种基因分别是晶状体蛋白基因、胰岛素基因、呼吸酶
基因和血红蛋白基因。则基因a、c和基因d最可能分别是(　　)
A.①③④ B.③②④ C.②④③ D.①②③
解析　晶状体蛋白基因、胰岛素基因、血红蛋白基因分别在晶状体细胞、胰岛B细胞和红细胞中表达；呼吸酶基因在所有活细胞中都表达。
B
细胞分化与全能性的比较
题组二　细胞分化及全能性的判断
3.(2016·全国百校联考)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　细胞分化应体现细胞“与众不同”的特点，A～D中，A、B、D各项在各种细胞中均可存在，但只有红细胞才会存在血红蛋白，故可体现“分化”。
答案　C
4.(2015·海南卷，6)关于人体造血干细胞的叙述，错误的是(　　)
A.造血干细胞与成熟红细胞中的酶存在差异
B.造血干细胞分化为成熟红细胞的过程是可逆的
C.健康成年人的造血干细胞主要存在于其骨髓中
D.造血干细胞分化形成的红细胞和白细胞寿命不同
解析　细胞分化的实质是基因的选择性表达，所以分化产生的红细胞表达的酶与造血干细胞中的酶存在差异，A正确；细胞分化是一种持久性的变化，一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡，是不可逆的，B错误；人体的骨髓中有许多造血干细胞，它们能够通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板，补充到血液中去，C正确；红细胞的寿命为120 d左右，白细胞的寿命为5～7 d，D正确。
B
细胞分化与全能性的标志
(1)细胞分化的标志
在所有细胞中都表达的基因，与细胞分化无关，如呼吸酶基因、ATP水解酶基因等不能证明细胞发生分化；只有在特定细胞中选择性表达的基因控制细胞分化，如胰岛素基因、血红蛋白基因可以证明细胞发生了分化。
(2)判断细胞全能性的标志
判断体细胞是否具有全能性的标志是看起点、终点

由种子发育成个体不能证明体细胞的全能性；由体细胞发育成一个个体能证明体细胞的全能性。
起点——离体的细胞、组织或器官
终点——完整个体
考点二　细胞的衰老、凋亡和癌变（5年6考）
[自主梳理]
1.细胞衰老的特征
(1)代谢的变化
水分
酶活性
呼吸速率
物质运输
色素
(2)细胞核的变化
细胞核
收缩，染色加深、细胞核体积增大
内折
染色体
核膜
2.细胞凋亡
(1)概念
是指由 所决定的细胞自动结束生命的过程。由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以也常被称为细胞编程性死亡。
(2)类型和意义
基因
编程性死亡
自然更新
被病原体感染
正常发育
内部环境
外界因素
(3)细胞凋亡与细胞坏死不同：细胞坏死是受不利因素影响的病理性死亡；细胞凋亡是正常状态下的 死亡。
生理性
3.细胞的癌变
(1)癌变机理
和 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
原癌基因
抑癌基因
无限增殖
形态结构
糖蛋白
扩散和转移
(3)致癌因子分类[连线]
[跟进题组]
题组一　细胞衰老、凋亡的特征及意义
1.(2015·海南卷，5)关于细胞凋亡的叙述，错误的是(　　)
A.细胞凋亡受细胞自身基因的调控
B.细胞凋亡也称为细胞编程性死亡
C.细胞凋亡不出现在胚胎发育过程中
D.被病原体感染的细胞可通过细胞凋亡清除
解析　人在胚胎时期，要经历有尾的阶段，后来尾部细胞自动死亡，尾才消失，所以细胞凋亡可以出现在胚胎发育过程中，C错误。
答案　C
2.(2016·全国百所名校联考)细胞凋亡和细胞坏死是细胞死亡的两
种方式。细胞坏死是因病理因素而产生的被动死亡。近期研究
表明，存在于人体内的一种名为RIP3的蛋白激酶通过调节能量
谢，可以将肿瘤坏死因子诱导的细胞凋亡转换为细胞坏死。下
列有关叙述不正确的是(　　)
A.在人体造血干细胞中不存在控制RIP3合成的基因
B.通过调控RIP3的合成可以调控细胞死亡的方式
C.若抑制RIP3的活性可在一定程度上抑制细胞坏死
D.以上研究结果证明细胞坏死与部分基因表达有关
解析　RIP3为蛋白激酶，是由RIP3的基因控制合成的，在人体造血干细胞中存在控制RIP3合成的基因；因RIP3可将细胞凋亡转变为细胞坏死，故通过调控RIP3的合成可以调控细胞死亡的方式，抑制RIP3的活性，也可在一定程度上抑制细胞坏死；此项研究结果证明细胞坏死与RIP3基因的表达有关。
答案　A
1.巧记细胞衰老特征的“一、一、一、二”


2.判断细胞凋亡与细胞坏死的方法
(1)从方式看
(2)从结果看
主动结束生命活动⇒细胞凋亡
被动结束生命活动⇒细胞坏死
对生物体是有利的⇒细胞凋亡
对生物体是有害的⇒细胞坏死
题组二　细胞的癌变
3.(2016·百所名校联考)美国弗吉尼亚大学的研究人员在有关癌
症研究中发现了一种名为RHOGD12的基因，该基因会使癌
变细胞失去转移能力,能避免癌细胞的扩散。分析下列选项，
正确的是(　　)
A.RHOGD12基因表达产物可能促进癌细胞膜上糖蛋白的合成
B.RHOGD12基因是由正常基因突变形成的
C.RHOGD12基因可缩短癌细胞的细胞周期
D.环境污染加剧是当今癌症发病率升高的根本原因
解析　RHOGD12基因可能控制糖蛋白的合成，使癌变细胞的糖蛋白不减少，细胞失去转移能力；从信息中不能判定RHOGD12基因是细胞内的正常基因还是突变基因；RHOGD12基因不利于细胞的扩散，不利于细胞的增殖，可延长癌细胞的细胞周期；原癌基因和抑癌基因发生突变是癌症发生的根本原因。
答案　A
4.《PNAS》杂志最近在线发表了中国科学院生物物理研究所研
究人员在肿瘤药物靶向输送领域的最新成果(如图所示)。下列
有关肿瘤治疗及细胞癌变的叙述，正确的是(　　)
A.恶性肿瘤即细胞发生癌变，此时细胞内的水分含量减少，细胞呼吸速率加快
B.细胞癌变与细胞凋亡都是基因选择性表达的结果，只是前者是异常表达，后者是正常表达
C.细胞癌变后，位于细胞膜上的糖蛋白等物质会减少，使癌细胞容易在体内分散和转移
D.要想控制肿瘤细胞的增殖，肿瘤药物作用的时间最好是细胞分裂前期纺锤体形成时
解析　发生癌变的细胞内的水分含量增加，细胞呼吸速率加快，A错误；细胞癌变是原癌基因和抑癌基因发生突变的结果，细胞凋亡是由基因决定的细胞自动结束生命的过程，B错误；要想控制肿瘤细胞的增殖，应该控制其内DNA的复制，所以药物的最好作用时期为细胞分裂的间期，D错误。
答案　C
(1)细胞癌变机理

(2)原癌基因和抑癌基因并不是简单的拮抗关系，二者对细胞的生长和分化起着调节作用。
题组三　考查细胞的生命历程综合
5.(2015·山东卷，2)关于细胞生命历程的叙述，正确的是(　　)
A.胚胎细胞中存在与细胞凋亡有关的基因
B.原癌基因与抑癌基因在正常细胞中不表达
C.真核细胞不存在无丝分裂这一细胞增殖方式
D.细胞分化过程中蛋白质种类和数量未发生改变
解析　胚胎细胞来自受精卵，含有该生物的全套基因，当然有与细胞凋亡有关的基因，A正确；细胞中的原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程，抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。原癌基因和抑癌基因正常表达，细胞才不癌变，若二者基因突变，则导致细胞癌变，B错误；真核生物的细胞分裂方式有有丝分裂、无丝分裂和减数分裂三种，C错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，分化过程中蛋白质的种类和数量均发生变化，D错误。
答案　A
6.(2016·哈尔滨三中高三测试)下列关于人体细胞生命历程的说
法,错误的是(　　)
A.细胞生长，核糖体的数量增加，物质交换速率提高
B.细胞分化，核遗传物质没有发生改变，但mRNA有变化
C.细胞癌变，细胞膜上的糖蛋白减少，多个基因发生突变
D.细胞凋亡，相关基因活动加强，有利于个体的生长发育
解析　细胞生长的结果是细胞体积增大，相对表面积减小，物质交换速率降低，A错误。
答案　A
1.细胞的分化、衰老、凋亡和癌变的关系

2.细胞生命历程各过程中的遗传物质变化
注：①通过细胞分裂使细胞数目增多，通过细胞分化使细胞种类增多，通过细胞生长使细胞体积增大，通过细胞凋亡使细胞数目减少。
②细胞的分裂、分化、衰老和凋亡都属于正常的生理过程，而细胞的癌变则是细胞的一种不正常分化导致的。

细胞分裂、分化、衰老、凋亡均未发生遗传信息改变，只有细胞癌变过程中发生了遗传信息改变(或基因突变)。
易错易混　防范清零
[易错清零]
易错点1　不明确细胞全能性实现的条件
点拨　细胞全能性表达的4个条件
(1)具有完整的细胞核。
(2)离体(必要条件)。
(3)一定的营养物质(无机盐、维生素、氨基酸等)、激素(尤其是生长素与细胞分裂素对植物细胞全能性表达至关重要)。
(4)适宜的条件(适宜的温度、pH等)。
易错点2　误认为种子萌发成植株或干细胞分化成多种组织器官
即实现了“全能性”
点拨　确认是否实现了全能性必须把握“起点”与“终点”，即起点为离体的已分化的细胞、组织或器官，终点为“完整个体”，种子为未来植株的幼体，它的萌发应属于正常发育，不是全能性表达；而干细胞形成的器官种类虽多，但并非“完整的个体”故也未实现全能性。
易错点3　混淆细胞衰老与个体衰老，误认为衰老个体中细胞一
定衰老
点拨　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；多细胞生物体内的细胞总是不断地更新，总有一部分细胞处于衰老或走向死亡的状态，但从整体上看，个体衰老的过程也是组成个体的细胞普遍衰老的过程。
易错点4　混淆细胞编程性死亡与细胞病理性死亡，且不熟悉细
胞凋亡常见实例
点拨　(1)病理性死亡是在种种不利因素影响下，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。
(2)细胞编程性死亡是一种细胞的生理控制机制，它也可以受许多因素(包括外部因素和内部因素)的诱导。
(3)细胞凋亡常考实例：
①清除多余、无用的细胞。如蝌蚪的尾部细胞按照一定程序消失，这里的蝌蚪的尾部细胞属于多余无用的细胞。
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。
③清除体内有害细胞、被病原体感染的细胞等异常细胞。如“吞噬过多的细菌导致死亡的白细胞”和癌细胞都属于此类异常细胞。
易错点5　误认为原癌基因和抑癌基因是“坏基因”
点拨　正常细胞中既有原癌基因，又有抑癌基因，其中原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程，抑癌基因则主要是阻止组织细胞不正常的增殖。致癌因子使原癌基因和抑癌基因发生突变，从而导致正常细胞畸形分化为恶性增殖细胞，即癌细胞。
易错点6　误认为只有癌细胞内才有原癌基因与抑癌基因，且只
要有一个基因突变即可引发细胞癌变
点拨　人和动物细胞的染色体上本来就存在着与癌有关的基因－原癌基因和抑癌基因。环境中的致癌因子会损伤细胞中的DNA分子，使原癌基因和抑癌基因发生基因突变，导致正常细胞的生长和分裂失控而变成癌细胞。根据大量的病例分析，癌症的发生并不是单一基因突变的结果，至少在一个细胞中发生5～6个基因突变，才能赋予癌细胞所有的特征，这是一种累积效应。
[纠错小结]
1.(2014·上海卷，5)植物细胞具有发育为完整植株潜能的决定因
素是(　　)
A.细胞膜 B.细胞核
C.线粒体 D.叶绿体
解析　细胞核是遗传信息库，是细胞代谢和遗传的控制中心。因此，植物细胞具有发育为完整植株潜能的决定因素是细胞核。
答案　B
2.下列事实能体现细胞全能性的是(　　)
A.动物杂交瘤细胞产生单克隆抗体
B.诱导小鼠干细胞分化成多种组织细胞
C.棉花根尖细胞经诱导形成幼苗
D.玉米的种子萌发长成新植株
解析　细胞的全能性是指已经分化的细胞发育成完整个体的潜能。A、B两个选项中，最终没有产生新的完整个体，故没有体现细胞的全能性；D选项描述的现象是个体发育，因为玉米种子中的胚是幼小的植物体；棉花的根尖细胞培育成完整个体，体现了细胞的全能性，C正确。
答案　C
3.(2015·海南一模，13)下列现象中属于细胞编程性死亡的是(　　)
A.噬菌体裂解细菌的过程
B.因创伤引起的细胞坏死
C.造血干细胞产生红细胞的过程
D.蝌蚪发育成青蛙过程中尾部细胞的死亡
解析　细胞编程性死亡是由基因所决定的细胞自动结束生命的过程；细胞坏死是在外界不利因素作用下细胞代谢活动中断而引起的死亡，是非编程性死亡。细菌在噬菌体的作用下裂解死亡属于细胞坏死；造血干细胞产生红细胞属于细胞分化；蝌蚪发育成青蛙过程中的尾部细胞死亡是基因选择性表达的结果，属于细胞编程性死亡。
答案　D
4.下列有关人体细胞分化、衰老、癌变的叙述，正确的是(　　)
A.神经细胞内的基因不可能在胰腺细胞中得到表达
B.衰老的细胞“核/质”值变大，细胞膜的物质运输功能降低
C.正常的细胞中缺乏原癌基因，癌细胞中缺乏抑癌基因
D.在婴幼儿发育过程中，不可能有细胞的衰老、凋亡
解析　在人体各种细胞中，与呼吸作用等相关的一些“基本基因”都能得到表达，故A错误；衰老细胞的体积变小，细胞核体积变大，导致“核/质”值变大，故B正确；正常细胞中既有原癌基因又有抑癌基因，癌细胞是原癌基因和抑癌基因突变所致，故C错误；在婴幼儿发育过程中，既有细胞的增殖和分化，又有细胞的衰老和凋亡，但是增殖速率远大于衰老、凋亡的速率，故D错误。
B
5.(2015·洛阳统考)下列有关人体细胞生命历程的叙述,正确的是
(　　)
A.若某细胞内酶活性降低，则说明该细胞已衰老
B.癌细胞不能进行正常的分化，机体清除癌细胞与细胞凋亡有关
C.受精卵中的所有基因均被表达，因此受精卵具有全能性
D.生物体的所有细胞都处于细胞周期中
解析　衰老细胞中酶活性降低，但酶活性降低的细胞不一定是处于衰老过程中，如温度、pH等因素都能影响酶的活性，A错误；癌细胞是正常细胞异常分化的结果；细胞凋亡可以清除体内癌细胞，B正确；受精卵中基因并非都能表达，细胞在特定时期基因选择性表达，C错误；不分裂的细胞无细胞周期，D错误。
B