第2講 細胞的分化、衰老、凋亡 和癌變,基因選擇性表達的結果,在形態(tài)、結構和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異,普遍性、持久性和不可逆性,原癌基因和抑癌基因,糖蛋白減少,體積增大,減少,逐漸積累,改變,基因,正常發(fā)育,內(nèi)部環(huán)境,發(fā)育成完整個體,含有形成完整 個體所需的全 套基因,植物組織培養(yǎng),動物克隆,離體、適宜營養(yǎng)、激素等,走進高考 1.同一動物個體的神經(jīng)細胞與肌細胞在功能上是不同的,造成這種差異的主要原因是二者合成的特定蛋白不同(2014課標全國,2B)( ) 2.死亡細胞被吞噬細胞清除屬于細胞免疫(2014山東,3D)( ) 3.胚胎發(fā)育過程中,蛙胚從環(huán)境中獲得的氧氣和營養(yǎng)物質逐漸增加(2014江蘇,2D)( ) 4.細胞分裂使細胞趨向專門化,提高了機體生理功能的效率(2013天津,3B)( ) 5.細胞凋亡使細胞自主有序死亡,有利于生物體內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定(2013天津,3D)( ) 6.哺乳動物成熟紅細胞衰老后控制其凋亡的基因開始表達(2013四川,7D)( ),7.細胞凋亡是各種不利因素引起的細胞死亡(2012山東,3C)( ) 8.真核生物細胞只進行有絲分裂,原核生物細胞只進行無絲分裂(2011山東,5B)( ) 9.某細胞中存在血紅蛋白能說明其已經(jīng)發(fā)生分化(2011大綱全國,1C改編)( ) 10.玉米種子萌發(fā)長成新植株的過程,發(fā)生了細胞分化且能體現(xiàn)細胞全能性(2011山東,2A改編)( ),【自我校對】 1. 細胞分化是基因選擇性表達的結果,在不同類型的細胞中表達的基因不一樣,導致合成的特定蛋白不相同。 2.× 吞噬細胞吞噬死亡細胞屬于非特異性免疫。 3.× 蛙胚胎發(fā)育的過程中,所需營養(yǎng)物質主要來自于受精卵,隨分裂次數(shù)的增加,有機物的大量消耗,其總量不增反而減少。 4.× 細胞分化使細胞趨向專門化。 5. 6.× 哺乳動物成熟紅細胞已不具有細胞核與線粒體等細胞器,故細胞內(nèi)也不具有基因。 7.× 8.× 9. 血紅蛋白是紅細胞基因選擇性表達的結果。 10.× 玉米種子萌發(fā)長成新植株的過程中,發(fā)生了細胞分化,但體現(xiàn)的不是細胞的全能性。,考點一,考點二,基因選擇性表達,本物種全套遺傳物質,不可逆性,具有全能性,具有全能性,形態(tài)、結構、生理功能不同,新的個體,考點一,考點二,癌變,越高,越低,高,高,最低,最高,大于,大于,大于,考點一,考點二,例1：(2014安徽理綜,3)分別用-珠蛋白基因、卵清蛋白基因和丙酮酸激酶(與細胞呼吸相關的酶)基因的片段為探針,與雞的成紅細胞、輸卵管細胞和胰島細胞中提取的總RNA進行分子雜交,結果見下表(注:“+”表示陽性,“-”表示陰性)。下列敘述不正確的是( ),A.在成紅細胞中,-珠蛋白基因處于活動狀態(tài),卵清蛋白基因處于關閉狀態(tài) B.輸卵管細胞的基因組DNA中存在卵清蛋白基因,缺少-珠蛋白基因 C.丙酮酸激酶基因的表達產(chǎn)物對維持雞細胞的基本生命活動很重要 D.上述不同類型細胞的生理功能差異與基因的選擇性表達有關,考點一,考點二,解析:細胞分化的本質在于基因的選擇性表達,即由受精卵分化形成的不同組織細胞中,雖然DNA(基因)的種類和數(shù)量是相同的,但轉錄產(chǎn)生的RNA、翻譯產(chǎn)生的蛋白質是不同的。而一些對細胞的基本生命活動極為重要的基因則不存在表達的選擇性,而是在所有細胞中均表達,如題目中的丙酮酸激酶基因。據(jù)表分析,-珠蛋白基因只在成紅細胞中處于活動狀態(tài),而卵清蛋白基因則只在輸卵管細胞中處于活動狀態(tài)。 答案:B,考點一,考點二,思維鏈接 (1)細胞分化的實質是什么?同一個體不同細胞中的DNA、mRNA和蛋白質是否相同? 提示:細胞分化的實質是基因的選擇性表達。同一個體不同細胞中的DNA相同,mRNA和蛋白質不完全相同。 (2)一粒種子萌發(fā)成一株幼苗、一粒花粉經(jīng)過離體培養(yǎng)發(fā)育成一株單倍體幼苗是否都體現(xiàn)了全能性?細胞全能性得以體現(xiàn)的標志是什么? 提示:種子萌發(fā)成幼苗不能體現(xiàn)全能性,花粉經(jīng)過離體培養(yǎng)發(fā)育成單倍體幼苗體現(xiàn)了全能性。細胞全能性得以體現(xiàn)的標志是離體的組織、器官或細胞發(fā)育成完整的個體,若只發(fā)育到某個器官則不能體現(xiàn)出全能性。 (3)請列舉幾個證明細胞全能性的實例? 提示:植物組織培養(yǎng)證明了植物細胞具有全能性;克隆動物證明了高度分化的動物細胞的細胞核具有全能性。,考點一,考點二,對點訓練1 1.(2015重慶理綜,1)比較胚胎干細胞與胰腺腺泡細胞,相同的是( ) A.線粒體的功能 B.發(fā)育的全能性 C.膜蛋白的種類和數(shù)量 D.內(nèi)質網(wǎng)上核糖體的數(shù)量 解析:本題主要考查細胞的結構和分化,解題的切入點是明確細胞分化的實質。胚胎干細胞和胰腺腺泡細胞都必須有線粒體為生命活動提供能量,A項正確。胚胎干細胞是未分化的細胞,具有發(fā)育的全能性,而胰腺腺泡細胞是高度分化的細胞,發(fā)育的全能性很難表達,B項錯誤。細胞分化導致了蛋白質的種類和數(shù)量都發(fā)生變化,C項錯誤。胰腺腺泡細胞合成并分泌消化酶,內(nèi)質網(wǎng)上的核糖體數(shù)量較多,胚胎干細胞中相對較少,D項錯誤。只有明確細胞分化的實質才能正確判斷各項內(nèi)容。 答案:A,考點一,考點二,2.(2014課標全國理綜,2)同一動物個體的神經(jīng)細胞與肌細胞在功能上是不同的,造成這種差異的主要原因是 ( ) A.二者所處的細胞周期不同 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的復制方式不同 解析:神經(jīng)細胞和肌細胞在功能上不同,是細胞分化的結果,即細胞中的基因選擇性表達,合成的特定蛋白不同,B項正確。神經(jīng)細胞和肌細胞都是高度分化的細胞,不再分裂,則都不具有周期性,也不進行核DNA的復制,A、D兩項錯誤。二者含有的基因組相同,C項錯誤。 答案:B,考點一,考點二,考點一,考點二,例2：(2015海南,5)下列關于細胞凋亡的敘述,錯誤的是( ) A.細胞凋亡受細胞自身基因的調控 B.細胞凋亡也稱為細胞編程性死亡 C.細胞凋亡不出現(xiàn)在胚胎發(fā)育過程中 D.被病原體感染的細胞可通過細胞凋亡清除 嘗試解答 解析:本題主要考查細胞凋亡的概念及意義。細胞凋亡是受自身基因調控的,A項正確。細胞凋亡是細胞編程性死亡,是自主的,B項正確。細胞凋亡在生物體發(fā)育的整個過程中都存在,C項錯誤。被病原體感染的細胞被清除是通過細胞凋亡完成的,D項正確。 答案:C,考點一,考點二,對點訓練2 1.(2015山東煙臺一模)下列過程中,細胞遺傳物質的結構一定發(fā)生改變的是( ) A.細胞分裂 B.細胞分化 C.細胞凋亡 D.細胞癌變 解析:細胞的分裂、分化和凋亡都是細胞生命歷程中的正常過程,沒有發(fā)生遺傳物質的改變,細胞癌變是細胞內(nèi)原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變的結果,遺傳物質的結構一定發(fā)生改變。 答案:D,考點一,考點二,2.(2015山東理綜,2)下列關于細胞生命歷程的敘述,正確的是( ) A.胚胎細胞中存在與細胞凋亡有關的基因 B.原癌基因與抑癌基因在正常細胞中不表達 C.真核細胞不存在無絲分裂這一細胞增殖方式 D.細胞分化過程中蛋白質種類和數(shù)量未發(fā)生改變 解析:本題考查細胞的生命歷程。胚胎細胞也會發(fā)生增殖、分化和凋亡,細胞中存在凋亡基因,A項正確。原癌基因與抑癌基因是細胞中的正常基因,能進行表達,B項錯誤。真核細胞能進行無絲分裂,如蛙的紅細胞,C項錯誤。細胞分化過程中由于基因的選擇性表達,蛋白質的種類和數(shù)量會發(fā)生變化,D項錯誤。 答案:A,考點一,考點二,3.蜂毒素是工蜂毒腺分泌的多肽,具有抗菌、抗病毒及抗腫瘤等廣泛的生物學效應。體外研究發(fā)現(xiàn),蜂毒素對多種癌細胞具有強烈的殺傷作用。請回答下列問題。 (1)在工蜂毒腺細胞的核糖體上,蜂毒素是以 為模板合成的。 (2)在適宜條件下進行體外培養(yǎng),癌細胞能夠 ,在此過程中細胞內(nèi)的DNA含量將持續(xù)出現(xiàn)周期性的變化。下圖1表示癌細胞在一定濃度的蜂毒素培養(yǎng)液中培養(yǎng)一定時間后,DNA含量不同的細胞數(shù)。據(jù)此推測,蜂毒素能將癌細胞阻斷在有絲分裂的 期。,考點一,考點二,(3)研究表明,阻斷癌細胞增殖周期可引起細胞凋亡。科研人員為研究蜂毒素對人胃癌細胞的影響及作用機制,進行了以下實驗。請完善實驗并回答問題。 方法步驟: a.取4只相同的培養(yǎng)瓶,編號,分別加入等量的完全培養(yǎng)液并接種等量離體胃癌細胞; b.1號培養(yǎng)瓶為空白對照,向24號培養(yǎng)瓶中分別加入2 g/mL、4 g/mL、8 g/mL蜂毒素溶液; c.培養(yǎng)48 h后,檢測并統(tǒng)計 ,結果如圖2所示; d.重復a、b步驟,檢測凋亡基因(Bax、Bel-2)的表達,結果如圖3所示。 分析討論: a.圖2表明一定濃度的蜂毒素能誘導胃癌細胞凋亡,并隨濃度增大誘導效應 ; b.圖2、圖3表明,從基因水平上看,蜂毒素誘導胃癌細胞凋亡與 有關;當Bel-2蛋白/Bax蛋白的比值出現(xiàn) 趨勢時,將會誘導胃癌細胞凋亡。,考點一,考點二,解析:(1)核糖體是翻譯的場所,翻譯時的模板是mRNA。 (2)癌細胞具有無限增殖的特點,由圖1可知4C細胞數(shù)目減少,說明DNA復制被抑制。即蜂毒素能將癌細胞阻斷在有絲分裂的間期。 (3)由圖2可知因變量是胃癌細胞凋亡率,隨濃度增加凋亡率上升,效應是增強的。由圖2、圖3可知Bax蛋白表達上升,Bel-2表達下降,因此凋亡應與2個基因都有關系,Bax蛋白表達越高,Bel-2表達越低,誘導凋亡效果越好。 答案:(1)mRNA (2)無限增殖 間 (3)胃癌細胞凋亡率 增強 Bax基因表達增強和Bel-2基因表達減弱(或Bax基因與Bel-2基因的表達;或促Bax蛋白產(chǎn)生和抑制Bel-2蛋白產(chǎn)生) 降低,