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1、2022年高三生物一輪復(fù)習(xí) 專題 細(xì)胞的分化、衰老、凋亡和癌變導(dǎo)學(xué)案
【高頻考點解讀】
1.細(xì)胞的分化(Ⅱ) 2.細(xì)胞的全能性(Ⅱ)
3.細(xì)胞的衰老和凋亡以及與人體健康的關(guān)系(Ⅱ) 4.癌細(xì)胞的主要特征及防治(Ⅱ)
【熱點題型】
題型一 細(xì)胞分化和細(xì)胞的全能性
例1、下列發(fā)生了細(xì)胞分化且能體現(xiàn)體細(xì)胞全能性的生物學(xué)過程是( )
A.玉米種子萌發(fā)長成新植株
B.小鼠骨髓造血干細(xì)胞形成各種血細(xì)胞
C.小麥花粉經(jīng)離體培養(yǎng)發(fā)育成單倍體植株
D.胡蘿卜根韌皮部細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株
【提分秘籍】
1. 管家基因和奢侈基因
(1)管家基因指所有細(xì)胞均要表達(dá)的一類基
2、因,其產(chǎn)物是維持細(xì)胞基本生命活動所必需的,如呼吸酶基因。
(2)奢侈基因是指不同類型細(xì)胞特異性表達(dá)的基因,其產(chǎn)物賦予不同細(xì)胞特異的生理功能,如血紅蛋白基因、胰島素基因。
(3)細(xì)胞分化實質(zhì):基因的選擇性表達(dá):奢侈基因表達(dá)的結(jié)果:合成特定的蛋白質(zhì)(細(xì)胞分化分子水平的標(biāo)志,如血紅蛋白合成意味著造血干細(xì)胞分化成紅細(xì)胞)。
2.干細(xì)胞及其在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用
(1)概念:干細(xì)胞是一類具有自我更新和分化發(fā)育潛能的原始細(xì)胞。機體內(nèi)的各種細(xì)胞、組織和器官都是由干細(xì)胞分化發(fā)育而來的。
(2)類型及相互關(guān)系
①類型:干細(xì)胞分為3類:全能干細(xì)胞、多能干細(xì)胞和專能干細(xì)胞。
②相互關(guān)系(以干細(xì)胞分化
3、為紅細(xì)胞為例):
3. 與細(xì)胞生命活動有關(guān)的圖形解讀
(1)①→②、①→④過程中,細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生了穩(wěn)定性差異,這種變化叫做細(xì)胞分化。細(xì)胞分化的結(jié)果是產(chǎn)生不同細(xì)胞、組織、器官,②④分別屬于不同的組織。
(2)①→③過程為一個細(xì)胞形成兩個細(xì)胞,這是細(xì)胞的分裂。③→⑤過程為細(xì)胞的體積由小變大,這是細(xì)胞的生長。
(3)①③⑤三個細(xì)胞群的細(xì)胞都具有分裂能力,具有共同的特征:細(xì)胞壁薄、細(xì)胞質(zhì)濃、細(xì)胞核大、液泡小或無。
【舉一反三】
日本科學(xué)家山中伸彌的研究團隊報告,證實皮膚細(xì)胞經(jīng)過“基因直接重組”后可以轉(zhuǎn)化成為具有胚胎干細(xì)胞特性的細(xì)胞。他們所使用的方法都是利用病毒將四個基
4、因送入皮膚細(xì)胞,促使普通的皮膚細(xì)胞重新發(fā)生分化,最后成為帶有胚胎干細(xì)胞性質(zhì)的細(xì)胞,稱為誘導(dǎo)式多功能干細(xì)胞。這項科學(xué)發(fā)現(xiàn)被美國《時代》周刊評為xx年十大科學(xué)發(fā)現(xiàn)之首,并且獲得了xx年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。山中伸彌的科學(xué)成果示意圖如下,下列相關(guān)敘述正確的是( )
A.過程b是誘導(dǎo)式多功能干細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和遺傳物質(zhì)發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程
B.與皮膚細(xì)胞相比,經(jīng)過程a形成的誘導(dǎo)式多功能干細(xì)胞的全能性較低
C.山中伸彌的這一科學(xué)發(fā)現(xiàn)糾正了動物細(xì)胞分化是“不可逆轉(zhuǎn)”的觀點
D.上述細(xì)胞中具有細(xì)胞周期的是誘導(dǎo)式多功能干細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞
【熱點題型】
題型二 細(xì)胞的衰老、凋亡和癌變
例
5、2、細(xì)胞衰老和凋亡對維持個體的正常生長發(fā)育及生命活動具有重要意義。下列敘述錯誤的是( )
A.細(xì)胞普遍衰老會導(dǎo)致個體衰老
B.效應(yīng)T細(xì)胞可誘導(dǎo)靶細(xì)胞發(fā)生凋亡
C.細(xì)胞凋亡是各種不利因素引起的細(xì)胞死亡
D.衰老細(xì)胞內(nèi)染色質(zhì)固縮影響DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄
【提分秘籍】細(xì)胞癌變的機理
(1)內(nèi)因:原癌基因和抑癌基因
①原癌基因是維持機體正?;顒铀匦璧幕?,在細(xì)胞分裂過程中它負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期,控制細(xì)胞生長和分裂的進(jìn)程;而抑癌基因主要是阻止細(xì)胞不正常的增殖。
②抑癌基因和原癌基因共同對細(xì)胞的生長和分化起著調(diào)節(jié)作用。
③癌變是由原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變,導(dǎo)致細(xì)胞異常分裂,對這種異常分
6、裂機體又無法阻止而造成的。
(2)外因
①物理因素:紫外線、X射線及其他輻射能損傷細(xì)胞內(nèi)的DNA。
②化學(xué)因素:亞硝酸、堿基類似物等能改變核酸的堿基。
③生物因素:某些病毒的遺傳物質(zhì)能影響宿主細(xì)胞的DNA。
【特別提醒】
(1)癌細(xì)胞是一種只分裂而不能分化或畸形分化的細(xì)胞。
(2)放療、化療都可殺死部分癌細(xì)胞,同時正常體細(xì)胞也受到損傷,對人體副作用很大。早期癌癥可以通過手術(shù)治療,副作用較小。
【舉一反三】
機體的免疫系統(tǒng)對核輻射損傷很敏感,主要表現(xiàn)在核輻射會誘導(dǎo)免疫細(xì)胞凋亡。人白細(xì)胞介素18(IL18)能促進(jìn)免疫細(xì)胞的增殖和分化,提高機體免疫功能。某科研小組開展了“IL1
7、8對核輻射誘導(dǎo)小鼠脾細(xì)胞凋亡的抑制作用”的研究,方法如下:
選取若干實驗小鼠,隨機分成三組:①組無輻射損傷;②組輻射損傷(60Co照射,下同);③組先輻射損傷,1天后注射IL18。14天后分別取各組小鼠脾細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng),在培養(yǎng)了0 h、12 h、24 h、48 h后,進(jìn)行細(xì)胞凋亡檢測,得到的細(xì)胞凋亡相對值如下表:
(1)選擇脾細(xì)胞作為本實驗材料,是因為脾臟是機體重要的________器官。已知IL18是一種淋巴因子,淋巴因子與 ________都屬于免疫活性物質(zhì)。
(2)細(xì)胞凋亡是由遺傳機制決定的________死亡。從表中數(shù)據(jù)可知,細(xì)胞凋亡相對值越小,說明發(fā)生凋亡的脾細(xì)
8、胞數(shù)目越________;從________(填組別)兩組數(shù)據(jù)可知,IL18能夠抑制脾細(xì)胞凋亡。
(3)科研小組還設(shè)置了第④組實驗,方法是先注射IL18,3天后進(jìn)行輻射損傷,14天后的實驗操作同前三組。與第③組相比,設(shè)置第④組的目的是__ ___。
(4)在作物育種中,可用60Co放出的γ射線使作物發(fā)生基因突變,從中篩選出優(yōu)良的變異類型,這種育種方法叫做________育種,其特點是_________________________________________(至少【熱點題型】
題型三 細(xì)胞衰老、全能性及有關(guān)
9、物質(zhì)毒性檢測的實驗設(shè)計
例3、某醫(yī)院病理室為確診一患者的腫瘤是良性還是惡性,切取了一小塊腫瘤組織進(jìn)行培養(yǎng)。請回答下列問題:
(1)培養(yǎng)之前,腫瘤組織必須先用________等處理成單個細(xì)胞。
(2)若開始培養(yǎng)時取一滴培養(yǎng)液觀察有100個腫瘤細(xì)胞,經(jīng)24小時培養(yǎng)后,取一滴稀釋100倍后再取一滴(設(shè)三次的“一滴”等量)觀察,發(fā)現(xiàn)有64個腫瘤細(xì)胞,此腫瘤的細(xì)胞周期約________小時。
(3)與正常細(xì)胞相比,在顯微鏡下看到明顯增多的細(xì)胞器是________(填兩項)。
(4)某科研單位研制出一種新型藥物X,據(jù)說對此類腫瘤有良好的療效,請你設(shè)計一個方案加以驗證。
【提分秘籍】
1.
10、細(xì)胞衰老內(nèi)在因素的實驗探究及分析
(1)實驗過程
實驗一:分別在相同的條件下,體外培養(yǎng)胎兒、中年人和老年人的肺成纖維細(xì)胞,結(jié)果見下表:
實驗二:分別將鼠、雞、人和龜?shù)捏w細(xì)胞在體外進(jìn)行培養(yǎng),結(jié)果見下圖:
實驗三:
(2)實驗分析
①實驗一說明細(xì)胞分裂能力隨著生物體的年齡增大而減弱。
②實驗二說明細(xì)胞分裂次數(shù)與物種的壽命有關(guān),壽命越長的物種體細(xì)胞分裂的最高次數(shù)越高。
③實驗三說明細(xì)胞核是決定細(xì)胞衰老的重要因素。
【特別提醒】綜合上述三個實驗,說明生物的物種、年齡、細(xì)胞核是影響細(xì)胞衰老的內(nèi)在因素。
2.已經(jīng)分化的動物細(xì)胞全能性受到限制,但它的細(xì)胞核仍具有全能性
11、設(shè)計實驗并證明如下:
(1)方法步驟:
①從同一只母羊(A)身上取出乳腺上皮細(xì)胞分成兩組,編號為甲、乙。
②將甲組乳腺上皮細(xì)胞直接培養(yǎng),觀察結(jié)果;將乙組乳腺上皮細(xì)胞核與另一只母羊(B)的去核卵細(xì)胞電激融合,觀察結(jié)果。
③將②中發(fā)育形成的早期胚胎移植到第三只羊(C)的子宮內(nèi),繼續(xù)發(fā)育,觀察最終結(jié)果。
(2)實驗結(jié)果
只有乙組乳腺上皮細(xì)胞核的全能性得以發(fā)揮,而甲組乳腺上皮細(xì)胞的全能性不能發(fā)揮。
(3)實驗結(jié)論
已經(jīng)分化的動物細(xì)胞全能性受到限制,但它的細(xì)胞核仍具有全能性。
3.根據(jù)細(xì)胞癌變、畸形或死亡比例檢測有毒物質(zhì)的毒性主要步驟
(1)配制動物細(xì)胞培養(yǎng)液,配制一系列濃度梯度的
12、待測有毒物質(zhì),分組后分別對應(yīng)添加。
(2)選取正常的動物細(xì)胞分別進(jìn)行培養(yǎng)。
(3)一段時間后檢測各組中癌變細(xì)胞或畸形或死亡占所培養(yǎng)細(xì)胞的比例,推測物質(zhì)的毒性。
【舉一反三】
關(guān)于人體細(xì)胞分化、衰老、凋亡和癌變的敘述,正確的是( )。
A.細(xì)胞分化導(dǎo)致基因選擇性表達(dá),細(xì)胞種類增多
B.細(xì)胞衰老表現(xiàn)為酶活性降低,細(xì)胞核體積減小
C.細(xì)胞凋亡受基因控制,不利于個體生長發(fā)育
D.細(xì)胞癌變導(dǎo)致細(xì)胞黏著性降低,易分散轉(zhuǎn)移
【高考風(fēng)向標(biāo)】
1.(xx·新課標(biāo)全國卷Ⅱ] 同一動物個體的神經(jīng)細(xì)胞與肌細(xì)胞在功能上是不同的,造成這種差異的主要原因是( )
A.二者所處的細(xì)胞周期不同
13、 B.二者合成的特定蛋白不同
C.二者所含有的基因組不同 D.二者核DNA的復(fù)制方式不同
2.(xx·四川卷) TGF-β1-Smads是一條抑制腫瘤的信號傳遞途徑。研究表明,胞外蛋白TGF-β1與靶細(xì)胞膜上受體結(jié)合,激活胞內(nèi)信號分子Smads,生成復(fù)合物轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核內(nèi),誘導(dǎo)靶基因的表達(dá),阻止細(xì)胞異常增殖,抑制惡性腫瘤的發(fā)生。下列敘述錯誤的是( )
A.惡性腫瘤細(xì)胞膜上糖蛋白減少,因此易分散轉(zhuǎn)移
B.從功能來看,復(fù)合物誘導(dǎo)的靶基因?qū)儆谝职┗?
C.復(fù)合物的轉(zhuǎn)移實現(xiàn)了細(xì)胞質(zhì)向細(xì)胞核的信息傳遞
D.若該受體蛋白基因不表達(dá),靶細(xì)胞仍能正常凋亡
3.(xx·山東卷) 神經(jīng)系統(tǒng)正常
14、發(fā)育過程中神經(jīng)細(xì)胞數(shù)量的調(diào)節(jié)機制如圖所示。下列說法正確的是( )
A.細(xì)胞程序性死亡不利于神經(jīng)系統(tǒng)正常發(fā)育
B.生存因子影響了神經(jīng)細(xì)胞的基因表達(dá)
C.神經(jīng)細(xì)胞與靶細(xì)胞間通過電信號傳遞信息
D.死亡細(xì)胞被吞噬細(xì)胞清除屬于細(xì)胞免疫
4.(xx·安徽卷) 分別用β -珠蛋白基因、卵清蛋白基因和丙酮酸激酶(與細(xì)胞呼吸相關(guān)的酶)基因的片段為探針,與雞的成紅細(xì)胞、輸卵管細(xì)胞和胰島細(xì)胞中提取的總RNA進(jìn)行分子雜交,結(jié)果見下表(注:“+”表示陽性,“-”表示陰性)。下列敘述不正確的是( )
探針
細(xì)胞總RNA
β -珠蛋
白基因
卵清蛋
白基因
丙酮酸激
酶基因
15、成紅細(xì)胞
+
-
+
輸卵管細(xì)胞
-
+
+
胰島細(xì)胞
-
-
+
A.在成紅細(xì)胞中,β -珠蛋白基因處于活動狀態(tài),卵清蛋白基因處于關(guān)閉狀態(tài)
B.輸卵管細(xì)胞的基因組DNA中存在卵清蛋白基因,缺少β -珠蛋白基因
C.丙酮酸激酶基因的表達(dá)產(chǎn)物對維持雞細(xì)胞的基本生命活動很重要
D.上述不同類型細(xì)胞的生理功能差異與基因的選擇性表達(dá)有關(guān)
6.(xx·福建卷) 為研究汽車尾氣中可吸入顆粒物對人成熟T淋巴細(xì)胞的影響,用含不同濃度顆粒物的培養(yǎng)液培養(yǎng)T淋巴細(xì)胞,48 h 后檢測Na+-K+-ATP酶活性及細(xì)胞活力。實驗結(jié)果如下:
組別
顆粒物濃度
(μg·mL-1)
N
16、a+-K+-ATP
酶活性(U·mg pro-1)
細(xì)胞活力
(相對值)
A
0
35.8
1
B
50
30.6
0.98
C
100
20.5
0.87
D
200
12.4
0.48
SDH是有氧呼吸的關(guān)鍵酶。細(xì)胞活力通過測定各組細(xì)胞SDH總活性來表示,用于反映顆粒物對細(xì)胞的毒性,SDH總活性由該組細(xì)胞數(shù)及每個細(xì)胞SDH酶活性共同決定。
(1)根據(jù)表中相關(guān)信息將柱狀圖補充完整。
汽車尾氣中可吸入顆粒物對T淋巴細(xì)胞
Na+-K+-ATP酶活性的影響
(2)細(xì)胞培養(yǎng)時,需使用血細(xì)胞計數(shù)板進(jìn)行計數(shù)。請用方框在下面血細(xì)胞計數(shù)室圖中標(biāo)出計數(shù)區(qū)域。
(3)本實驗毒性評價指標(biāo)所反映的顆粒物對T淋巴細(xì)胞的毒性,或表現(xiàn)為殺傷作用致細(xì)胞數(shù)減少,或表現(xiàn)為抑制了細(xì)胞的________(生理過程)。實驗數(shù)據(jù)表明,隨著顆粒物濃度的增加,顆粒物對T淋巴細(xì)胞的毒性________。
(4)汽車尾氣中含有的多種致癌因子會損傷DNA,使________基因和原癌基因表達(dá)異常。長期汽車尾氣暴露的人群,其T淋巴細(xì)胞執(zhí)行的________免疫功能障礙,導(dǎo)致識別、攻擊癌細(xì)胞能力降低,癌癥發(fā)病風(fēng)險提高。