考点10 辨析细胞的分化、衰老、凋亡和癌变
1．细胞分化过程中的“变”与“不变”
对象
原因
不变
DNA、基因
细胞分化不会改变生物体内的遗传物质
变
mRNA、蛋白质
细胞分化的实质是基因的选择性表达，转录出不同的mRNA，翻译出不同的蛋白质，行使不同的功能
2.从四个角度理解细胞的全能性
3．明确细胞衰老“大、小、多、少”的四类变化
10
4．“两看法”区分细胞凋亡与细胞坏死
(1)从方式看
(2)从结果看
5．图解细胞癌变的原理和特征
6．细胞生命历程各过程中的遗传物质变化
(1)细胞分裂：遗传物质复制后均分。
(2)细胞分化、衰老、凋亡：遗传物质不发生改变。
(3)细胞癌变：遗传物质发生改变。
题组一 细胞分化与全能性
1．(2016·全国Ⅱ，1)在细胞的生命历程中，会出现分裂、分化等现象。下列相关叙述，错误的是( )
A．细胞的有丝分裂对生物性状的遗传有贡献
B．哺乳动物的造血干细胞是未经分化的细胞
C．细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果
D．通过组织培养可将植物叶肉细胞培育成新的植株
答案 B
解析 细胞增殖是细胞重要的生命活动，是生物体生长、发育、繁殖、遗传的基础，而细胞增殖的主要方式是有丝分裂，A正确；哺乳动物的造血干细胞是已经分化的多能干细胞，B错误；细胞分化的实质是：个体发育过程中，在遗传物质的控制下合成特异性蛋白质的过程，即细胞分化是细胞内基因选择性表达的结果，C正确；植物细胞具有全能性，借助植物组织培养技术，可将离体的植物叶肉细胞培育成新的植株，D正确。
真题重组 判断下列关于细胞分化与全能性的叙述：
(1)细胞的分化程度越高，全能性越强(2015·江苏，2A)( × )
10
(2)细胞分化导致基因选择性表达，细胞种类增多(2011·江苏，5A)( × )
(3)细胞分化过程中蛋白质种类和数量未发生改变(2015·山东，2D)( × )
(4)细胞分裂使细胞趋向专门化，提高了机体生理功能的效率(2013·天津，3B)( × )
(5)某细胞中存在血红蛋白说明其已经发生分化，而在蝌蚪尾巴消失过程中，没有发生细胞分化(2011·大纲全国，1C和2011·北京，1C)( √ )
2．(2017·盐城二模)如图所示为人体细胞的部分生命历程，Ⅰ～Ⅳ代表细胞的生命现象，细胞1具有水分减少、代谢减慢的特征，细胞2在适宜条件下可以无限增殖。下列有关叙述错误的是( )
A．成体干细胞经过Ⅰ过程形成浆细胞等，体现了细胞的全能性
B．Ⅰ～Ⅲ过程中，遗传物质没有发生改变的是Ⅰ过程和Ⅱ过程
C．效应T细胞经过Ⅳ过程使细胞1和细胞2凋亡，属于细胞免疫
D．细胞2与正常肝细胞相比，细胞膜上的糖蛋白减少，细胞间黏着性下降
答案 A
解析 已经分化的细胞必须要发育为完整个体才能够体现细胞的全能性，A错误；细胞分裂和分化、细胞衰老、细胞癌变过程中，只有细胞癌变过程中细胞的遗传物质发生改变，B正确；效应T细胞经过Ⅳ过程使细胞1和细胞2凋亡，属于细胞免疫，C正确；细胞2为癌细胞，与正常肝细胞相比，细胞膜上的糖蛋白减少，细胞间黏着性下降，D正确。
思维延伸 判断下列叙述的正误：
(1)RNA聚合酶基因和生长激素基因在动物个体所有细胞中都会表达( × )
(2)细胞分化、衰老和癌变都会导致细胞形态发生变化( √ )
(3)细胞中发生基因的选择性表达不一定导致细胞分化( √ )
(4)细胞分化中不可能出现染色体的复制( √ )
(5)通常情况下，某个体所有造血干细胞的遗传信息完全相同，原因是造血干细胞都是来自同一个细胞的有丝分裂( √ )
题组二 细胞衰老与凋亡
3．(2015·海南，5)下列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
10
答案 C
解析 由基因所决定的细胞自动结束生命的过程，称为细胞凋亡，A正确；由于细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，所以也常常被称为细胞编程性死亡，B正确；人在胚胎时期，要经历有尾的阶段，后来尾部细胞凋亡，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；在成熟的生物体中，细胞的自然更新、被病原体感染的细胞的清除，也是通过细胞凋亡完成的，D正确。
真题重组 判断下列关于细胞衰老或凋亡的叙述：
(1)正常细胞的衰老凋亡必将使个体衰老死亡(2015·江苏，2C)( × )
(2)胚胎细胞中存在与细胞凋亡有关的基因(2015·山东，2A)( √ )
(3)细胞凋亡使细胞自主有序死亡，有利于生物体内部环境的稳定(2013·天津，3D)( √ )
(4)细胞衰老表现为酶活性降低，细胞核体积减小，其内染色质固缩影响DNA复制和转录
(2011·江苏，5B和2012·山东，3D)( × )
(5)细胞凋亡过程中有新蛋白质合成，体现了基因的选择性表达(2009·天津，4B)( √ )
4．(2017·郑州一模)下面为动物机体的细胞凋亡及清除示意图，据图分析正确的是( )
A．①过程表明细胞识别的特异性，是通过生物膜之间直接接触方式进行信息传递的
B．机体清除被病原体感染的细胞，属于细胞凋亡
C．②过程中凋亡细胞被吞噬，表明细胞凋亡是细胞的被动死亡过程
D．凋亡细胞内的蛋白质合成能力下降、酶的活性也减弱
答案 B
解析 ①过程中凋亡诱导因子与膜受体特异性结合，表明细胞凋亡是特异性的，体现了生物膜的信息传递功能，并非直接接触方式，A错误；机体清除被病原体感染的细胞，属于细胞凋亡，B正确；②过程中凋亡细胞被吞噬，是一种主动的细胞死亡过程，C错误；凋亡细胞内与凋亡有关的酶活性升高，D错误。
思维延伸 中科院近来发现一种诱导细胞凋亡的新机制。在H2O2和TNF－α(一种淋巴因子)等因素的诱导下，鼠肝细胞内的溶酶体释放微量的胰凝乳蛋白酶，将细胞质内的Bid蛋白分解成更小的cBid，后者与线粒体、溶酶体的膜结合，诱导内容物释放，最终导致细胞凋亡(如图所示)。判断下列相关叙述：
10
(1)该过程与细胞膜的信息交流有关( √ )
(2)cBid可能会引起细胞能量供应能力下降，加速细胞的凋亡( √ )
(3)溶酶体内含有水解酶，在细胞凋亡中具有重要作用( √ )
(4)胰凝乳蛋白酶的释放增加了cBid的数量，cBid进一步引起溶酶体内容物的释放是负反馈调节( × )
(5)线粒体中与呼吸作用有关的酶等物质释放出后仍可以继续完成有氧呼吸，生成ATP( × )
题组三 细胞癌变
5．(2012·新课标全国，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 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；诱发癌变的因子有物理致癌因子、化学致癌因子和病毒致癌因子，其中病毒癌基因整合到宿主细胞基因组中可诱发癌变，这属于病毒致癌因子，C项正确；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，而原癌基因主要负责调节细胞周期，D项错误。
真题重组 判断与填充：
(1)原癌基因与抑癌基因在正常细胞中不表达(2015·山东，2B)( × )
(2)细胞癌变导致细胞黏着性降低，易分散转移，其内的酶活性降低导致细胞代谢减缓
(2011·江苏，5D和2011·山东，3D)( × )
(3)石棉和黄曲霉素是不同类型的致癌因子(2011·山东，3B)( × )
10
(4)(2013·安徽，29节选)研究发现，蛋白X是细胞膜上的一种受体，原癌基因X过量表达会持续激活细胞内的信号传导，启动细胞DNA的复制，导致细胞异常增殖，通过检测原癌基因X的______________和______________可判断其是否转录和翻译。检测成人多种正常组织后，发现原癌基因X只在乳腺、呼吸道等上皮细胞中有微弱表达，这说明_________________，根据以上信息，可推测原癌基因的主要功能是____________________________________。
答案 mRNA 蛋白质 原癌基因X的表达具有(组织)特异性 调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程
(5)(2012·四川，30节选)研究表明，癌细胞和正常分化的细胞在有氧条件下产生的ATP总量没有明显差异，但癌细胞从内环境中摄取并用于细胞呼吸的葡萄糖是正常细胞的若干倍。
如图是癌细胞在有氧条件下葡萄糖的部分代谢过程，则在有氧条件下，癌细胞呼吸作用的方式为____________。与正常细胞相比，①～④过程在癌细胞中明显增强的有__________(填编号)，代谢途径发生这种变化的意义在于能够______________________，从而有利于癌细胞的增殖。若要研制药物来抑制癌症患者细胞中的异常代谢途径，图中的过程________(填编号)不宜选为作用位点。
答案 有氧呼吸和无氧呼吸 ①②③ 产生大量的中间产物，为合成DNA和蛋白质等重要物质提供原料 ①④
6．(2017·荆门模拟)正常情况下，甲胎蛋白(AFP)主要来自胚胎的肝细胞，胎儿出生后约两周AFP从血液中消失，但慢性肝炎、肝硬化患者的肝细胞再生时，血液中AFP会升高，尤其当肝细胞发生癌变时，血液中AFP会持续性异常升高。下列有关说法不正确的是( )
A．可以推测当肝细胞分裂周期变短时，AFP合成量会增加
B．可以推测AFP能对细胞的分化起促进作用
C．肝细胞中的内质网和高尔基体会参与AFP的加工与运输
D．肝细胞发生癌变后因细胞膜上糖蛋白减少而容易发生扩散
答案 B
思维延伸 判断下列叙述的正误：
(1)如图为小鼠结肠癌发病过程中细胞形态和部分染色体上基因的变化。判断下列叙述：
①结肠癌的发生是多个基因突变累积的结果，是一种单基因遗传病( × )
②癌细胞是遗传物质发生改变的恶性增殖细胞，细胞的癌变同样受基因控制( √ )
③图示中与癌变有关的基因都是原癌基因( × )
10
(2)如图为原癌基因导致细胞癌变的几种方式，则据图可知癌细胞不一定含有异常的蛋白质，染色体变异也可能导致细胞癌变( √ )
题组四 新情景信息
7．(2016·四川，7)研究发现，直肠癌患者体内存在癌细胞和肿瘤干细胞。用姜黄素治疗，会引起癌细胞内BAX等凋亡蛋白高表达，诱发癌细胞凋亡；而肿瘤干细胞因膜上具有高水平的ABCG2蛋白，能有效排出姜黄素，从而逃避凋亡，并增殖分化形成癌细胞。下列说法不正确的是( )
A．肿瘤干细胞与癌细胞中基因的执行情况不同
B．肿瘤干细胞的增殖及姜黄素的排出都需要消耗ATP
C．编码BAX蛋白和ABCG2蛋白的基因都属于原癌基因
D．用ABCG2抑制剂与姜黄素联合治疗，可促进肿瘤干细胞凋亡
答案 C
解析 肿瘤干细胞和癌细胞是两种不同的细胞，二者细胞中基因的执行情况不同，A正确；细胞的增殖及姜黄素的排出都耗能，都需要消耗ATP，B正确；BAX蛋白属于凋亡蛋白，ABCG2蛋白属于载体蛋白，其编码基因都不属于原癌基因，C错误；ABCG2蛋白能有效排出姜黄素，逃避凋亡，故利用ABCG2抑制剂与姜黄素联合治疗，可促进肿瘤干细胞凋亡，D正确。
8．(2017·南通模拟)单纯疱疹病毒胸苷激酶(HSV－TK)基因是最常用的“自杀”基因，其编码的胸苷激酶将原先对细胞无毒或毒性较低的药物前体转变为活性药物，以达到杀死肿瘤细胞的目的。如图所示为HSV－TK基因导致的“自杀”原理，下列分析错误的是( )
A．肿瘤细胞的形成是原癌基因选择性表达的结果
B．肿瘤细胞的“自杀”现象属于细胞凋亡
C．“自杀”基因的成功表达对邻近肿瘤细胞有毒害作用
10
D．向肿瘤细胞中导入HSV－TK基因的治病方法属于基因治疗
答案 A
解析 肿瘤细胞的形成是原癌基因和抑癌基因发生基因突变的结果，A错误；肿瘤细胞的“自杀”现象属于细胞凋亡，B正确；据题图可知，“自杀”基因编码的胸苷激酶将原先对细胞无毒或毒性较低的药物前体转变成活性药物，从而杀死肿瘤细胞，并对邻近肿瘤细胞也有杀灭作用，C正确；HSV－TK基因为胸苷激酶基因，故向肿瘤细胞中导入HSV－TK基因的治病方法属于基因治疗，D正确。
题组五 细胞生命历程相关机理的实验设计与评价
9．(海淀区模拟节选)为研究K＋通道开放剂对缺血、缺氧条件下脑细胞凋亡的保护作用机制，研究人员进行了实验：
(1)有研究发现，脑细胞代谢非常旺盛，耗氧量大，在缺血、缺氧时脑细胞主要依赖于__________过程产生ATP，不仅ATP生成量少，也会造成________在脑细胞中积累。缺血、缺氧还会诱发脑细胞表达出某些______分子，在这些分子的调控下，细胞出现一系列变化，最终凋亡。
(2)科研人员利用离体培养的神经元进行实验，处理及结果如图所示。
①本实验乙组的处理是培养液中不加入________，并在无氧条件下培养。丙、丁组除加入图中所示物质外，其他培养条件与______(填“甲”或“乙”)组相同。
②由实验结果可知，正常培养条件下，细胞凋亡率________________。乙组结果与甲组结果比较，说明缺血、缺氧能够______________________________________。由实验结果判断，K＋通道开放剂能__________缺血、缺氧诱导的细胞凋亡。
答案 (1)无氧呼吸 乳酸 信号 (2)①血清 乙 ②很低且无明显增长 明显诱导细胞凋亡，且凋亡率随培养时间增加而提高 部分缓解
解析 (1)人体细胞在缺氧时，进行无氧呼吸，无氧呼吸的产物是乳酸；缺氧、缺血等条件能诱发脑细胞表达出信号分子，诱导脑细胞凋亡。
(2)①由柱形图可知，甲是对照组，乙、丙、丁是实验组；乙组表示缺血、缺氧，因此乙培养液中不能加血清，且要在无氧条件下培养；丙、丁组自变量是加入物质不同，除加入图中所示物质外其他属于无关变量，应该与乙组相同。
10
②由柱形图可知，甲组是正常培养条件，细胞凋亡率低，且随着时间变化无明显增长现象；与甲组对照，乙组凋亡率高，且随着培养时间延长，凋亡率增大，说明缺血、缺氧能够明显诱导细胞凋亡，且凋亡率随培养时间增加而提高；与乙组对照，丙组钾离子通道开放，细胞凋亡率下降，说明K＋通道开放剂能部分缓解缺血、缺氧诱导的细胞凋亡。
10. 蜂毒素是工蜂毒腺分泌的多肽，具有抗菌、抗病毒及抗肿瘤等广泛的生物学效应。体外研究发现，蜂毒素对多种癌细胞具有强烈的杀伤作用。请回答：
(1)在适宜的条件下进行体外培养，癌细胞能够____________，在此过程中细胞内的DNA含量将持续出现周期性的变化。如图1表示癌细胞在一定浓度的蜂毒素培养液中培养几小时后，DNA含量不同的细胞数。据此推测，蜂毒素能将癌细胞阻断在有丝分裂的______期。
(2)研究表明，阻断癌细胞增殖周期可引起细胞凋亡。科研人员为研究蜂毒素对人胃癌细胞的影响及作用机制，进行了以下实验。请完善实验并回答问题：
①方法步骤：
a．取4只相同的培养瓶，编号，分别加入等量的完全培养液并接种等量离体胃癌细胞。
b．1号培养瓶为空白对照，向2～4号培养瓶中分别加入______________μg/mL蜂毒素溶液。
c．培养48小时后，检测并统计______________________________，结果如图2所示。
d．重复a、b步骤，检测凋亡基因(Bax、Bel－2)的表达，结果如图3所示。
②分析讨论：
a．图2表明_______________________________________________________________。
b．图3表明：从基因水平上看，蜂毒素诱导胃癌细胞凋亡与Bax基因和Bel2基因表达有关。当Bel－2蛋白/Bax蛋白的比值出现________趋势时，将会诱导胃癌细胞凋亡。
答案 (1)无限增殖 间 (2)①b.等量的2、4、8 c．胃癌细胞的凋亡率 ②a.一定浓度的蜂毒素能诱导胃癌细胞凋亡，并随浓度增大诱导效应增强 b．降低
解析 (1)在适宜的条件下进行体外培养，癌细胞能够无限增殖，在此过程中细胞内的DNA含量将持续出现周期性的变化。如图甲表示癌细胞在一定浓度的蜂毒素培养液中培养几小时后，DNA含量不同的细胞数。由以上分析可推测，蜂毒素能将癌细胞阻断在有丝分裂的间期。
10
(2)①根据图2和图3可知，实验自变量是蜂毒素的浓度，且设置了0、2、4、8四种浓度，因此该实验分为4组，其中1号培养瓶为空白对照，向2～4号培养瓶中分别加入等量的2、4、8 μg/mL蜂毒素溶液；该实验的因变量是胃癌细胞的凋亡率，因此最后要统计胃癌细胞的凋亡率。
②图2表明一定浓度的蜂毒素能诱导胃癌细胞凋亡，并随浓度增大诱导效应增强。图3说明随蜂毒素浓度的升高，Bax基因表达增强，而Bel－2基因表达减弱，由此可推知蜂毒素能促进Bax蛋白的合成，抑制Bel－2蛋白的合成来诱导胃癌细胞凋亡；当Bel－2蛋白/Bax蛋白的比值出现下降趋势时，将会诱导胃癌细胞的凋亡。
10
微信/支付宝扫码支付